Development of numerical simulation scheme for optimization of molding conditions and material design of thermoplastic composites

开发用于优化热塑性复合材料成型条件和材料设计的数值模拟方案

基本信息

  • 批准号:
    22K14489
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2026-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

本研究では、航空機等の構造部材適用を想定した結晶性熱可塑性樹脂とその炭素繊維強化樹脂(CFRP)を対象とし、成形条件が樹脂および熱可塑CFRPの微視的な組織形態(結晶化挙動)と巨視的な力学特性へ及ぼす影響を包括的に調査可能なマルチスケール・マルチフィジックス数値解析手法開発に取り組んでいる。提案手法の特徴は、熱伝導解析、フェーズフィールド(PF)解析、拡張有限要素法(XFEM)均質化解析を組み合わせることで、樹脂の微視的組織形態を介して成形条件から材料特性までを結び付ける点にある。令和四年度においては、当初予定していた熱可塑性樹脂の結晶化PFモデル開発、ならびに得られた結晶構造の均質化解析手法開発が概ね完了した。具体的には、異なる等温過程での結晶構造についてPF解析にて予測し、得られた構造の均質化弾性解析を実施することで力学特性の予測までを達成した。得られた弾性特性は試験結果と定性的に一致している。さらに、令和五年度に実施予定であった熱可塑CFRPの結晶化MPFモデル開発にも着手しており、令和五年度中の完成を目指して開発を継続中である。令和五年度は熱可塑性樹脂、熱可塑CFRPともに結晶化モデルの完成、精度検証、高精度化を進める予定である。該当研究の成果は国際誌2報に掲載済である他、国際学会4件、国内学会6件にて発表済みである。また、国際誌1報、国内誌1報への論文執筆を進めているほか、令和五年度も国内外の学会での発表を予定している。
This study で は department material is intended, such as aviation machine の を scenarios し た crystalline hot plasticity resin と そ の carbon 繊 d (CFRP) reinforced resin を like と seaborne し, forming condition が resin お よ び hot plastic CFRP の micro visual な organization form (crystallization 挙 movement) と な mechanical properties of macroscope へ and ぼ す を including に investigation may な マ ル チ ス ケ ー ル · The numerical value analysis method is to develop に to take multiple sets んで る る. Proposal gimmick の, 徴 は, hot 伝 parsing, フ ェ ー ズ フ ィ ー ル ド (PF) parsing, company, a finite element method (XFEM) homogeneous resolve analysis を group み close わ せ る こ と で を interfaces, resin の micro organization form し て forming conditions か ら material properties ま で を "び pay け る point に あ る. Make and four year に お い て は, had designated し て い た の hot plasticity resin crystallization PF モ デ ル 発, な ら び に must ら れ た crystal structure の homogeneous resolve analysis technique to open 発 が almost finished ね し た. Specific に は, different な る isothermal process で の crystal structure に つ い て PF parsing に し て in test, and ら れ た tectonic の homogenizing 弾 sex parsing を be applied す る こ と で mechanical characteristics の be ま で を reached し た. The results of the られた elastic property test are と qualitatively に consistent and <s:1> て る る る. さ ら に, make and five year に be giving constant で あ っ た hot plastic CFRP の crystallization MPF モ デ ル open 発 に も to し て お り, make, and in five year の complete を refers し て open 発 を 継 続 in で あ る. In the fifth year of the Reiwa era, the crystallization of <s:1> thermoplastic resin and thermoplastic CFRPと に に に was completed, the precision 検 certificate was obtained, and the high-precision を was advanced to める and である. The research results of this study were published in the international journal 2 by に, である by others, 4 by international societies and 6 by domestic societies にて. The publication list is みである. ま た, 1 to domestic and international volunteers 1 quote volunteers へ の paper penned を into め て い る ほ か at home and abroad, and five annual も の learn で の 発 table を designated し て い る.

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Activities in aerospace innovative structural design laboratory: towards virtual testing in composite structures
航空航天创新结构设计实验室的活动:复合材料结构的虚拟测试
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    R. Higuchi;T. Yokozeki;T. Aoki
  • 通讯作者:
    T. Aoki
成形時の温度条件に対する熱可塑性樹脂および熱可塑性CFRPの結晶化解析
热塑性树脂和热塑性 CFRP 在成型过程中温度条件下的结晶分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    樋口諒;加藤雅也;大島草太;大矢豊大;水口周;横関智弘;青木隆平;加藤雅也,樋口諒,大島草太,大矢豊大,水口周,横関智弘,青木隆平
  • 通讯作者:
    加藤雅也,樋口諒,大島草太,大矢豊大,水口周,横関智弘,青木隆平
熱可塑性複合材料の成形条件依存の力学特性予測のためのマルチスケール・マルチフィジックス解析ツール開発
开发多尺度和多物理分析工具,用于预测取决于热塑性复合材料成型条件的机械性能
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    樋口諒;加藤雅也;大島草太;大矢豊大;水口周;横関智弘;青木隆平
  • 通讯作者:
    青木隆平
Multiscale-Multiphysics Simulation of Process-Dependent Mechanical Properties of Thermoplastic Composites
热塑性复合材料工艺相关机械性能的多尺度多物理场模拟
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    R. Higuchi;M. Kato;Y. Oya;S. Oshima;S. Minakuchi;T. Yokozeki;T. Aoki
  • 通讯作者:
    T. Aoki
成形時の温度条件に対する熱可塑性樹脂及びCFRTPの結晶成長解析
成型过程中温度条件下热塑性树脂和 CFRTP 的晶体生长分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    樋口諒;加藤雅也;大島草太;大矢豊大;水口周;横関智弘;青木隆平;加藤雅也,樋口諒,大島草太,大矢豊大,水口周,横関智弘,青木隆平
  • 通讯作者:
    加藤雅也,樋口諒,大島草太,大矢豊大,水口周,横関智弘,青木隆平
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樋口 諒其他文献

TRANSLATIONAL TEMPERATURE MEASUREMENTS OF CO2 FLOW IN EXPANSION TUBE
膨胀管中 CO2 流动的平移温度测量
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    望月 諒;星名 滉;樋口 諒;小柳 潤;Tsubasa Kodaira and Takuji Waseda;野村哲史
  • 通讯作者:
    野村哲史
種々の外力を受けるカーボンナノチューブの波状変形モード解析
碳纳米管在各种外力作用下的波状变形模式分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    H. Shima;M. Sato and A. Inoue;齋藤 太郎;鎌田 弥成;宮川 奨;谷内 湧;石上 一翔;宮川 奨;樋口 諒;Toshiyuki Tanigaki;石上一翔;谷内 湧;谷垣俊行;Yu Yachi;kazusa Ishigami;Yuka Sato;佐藤太裕;谷内 湧;谷内 湧;Kazusa Ishigami;Yu Yachi;池岡直哉;佐藤諭佳;佐藤太裕;池岡直哉
  • 通讯作者:
    池岡直哉
竹の特異な構造形態に学ぶ円筒構造の最適な曲げ抵抗メカニズムに関する基礎的検討
借鉴竹材独特结构形式的圆柱结构最优抗弯机理基础研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    H. Shima;M. Sato and A. Inoue;齋藤 太郎;鎌田 弥成;宮川 奨;谷内 湧;石上 一翔;宮川 奨;樋口 諒;Toshiyuki Tanigaki;石上一翔;谷内 湧;谷垣俊行;Yu Yachi;kazusa Ishigami;Yuka Sato;佐藤太裕;谷内 湧;谷内 湧;Kazusa Ishigami;Yu Yachi;池岡直哉;佐藤諭佳;佐藤太裕;池岡直哉;佐藤諭佳
  • 通讯作者:
    佐藤諭佳
粘弾性エントロピー損傷を考慮したCFRPの疲労破壊シミュレーション
考虑粘弹性熵损伤的CFRP疲劳断裂模拟
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    望月 諒;星名 滉;樋口 諒;小柳 潤
  • 通讯作者:
    小柳 潤
カイラリティの違いがカーボンナノチューブの断面座屈荷重に及ぼす影響
手性差异对碳纳米管截面屈曲载荷的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    H. Shima;M. Sato and A. Inoue;齋藤 太郎;鎌田 弥成;宮川 奨;谷内 湧;石上 一翔;宮川 奨;樋口 諒
  • 通讯作者:
    樋口 諒

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  • 发表时间:
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ギリシャ・ラコニア地方における中後期ビザンティン建築の寸法体系と工匠の知識伝達
希腊拉科尼亚地区中晚期拜占庭建筑的尺寸体系和工匠的知识转移
  • 批准号:
    24K17428
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
中期ビザンティンにおける工匠たちの建設技術とその伝承:地方部の寸法体系に着目して
拜占庭中期工匠的建造技术及其传承:聚焦局部尺寸体系
  • 批准号:
    20K14929
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
すばる超広領域探査で明かす宇宙再電離期の原始銀河団
斯巴鲁超广域探测揭示了宇宙再电离时期的原始星系团
  • 批准号:
    19J11429
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
中期ビザンツ教会堂における建築的形態と儀礼空間の関係性:装飾プログラムに着目して
拜占庭中期教堂建筑形式与仪式空间的关系:以装饰项目为中心
  • 批准号:
    19J00662
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
中期ビザンツ文化圏における内接十字型の架構形式にみる建築構成の系譜と「地域」性
从拜占庭中部文化区的刻十字形框架形式可以看出建筑构成的谱系和“地域”特征
  • 批准号:
    17J08407
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
先進複合材料を用いた航空機構造の強度信頼性評価のための数値解析手法の開発
先进复合材料飞机结构强度可靠性评估数值分析方法开发
  • 批准号:
    15J01426
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows

相似海外基金

結晶性高分子の融解過程におけるナノスケールの熱物質移動現象の解明
结晶聚合物熔融过程中纳米级热传质现象的阐明
  • 批准号:
    24KJ1972
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Specific deformation behavior of crystalline polymer under biaxial deformation
双轴变形下结晶聚合物的具体变形行为
  • 批准号:
    21H02003
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Study on formation mechanisms of various structures produced by polymorphic semi-crystalline polymer
多晶型半晶聚合物各种结构的形成机理研究
  • 批准号:
    20K05632
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Development of wavelength/polarization-conversion coating films using liquid crystalline polymer and fluorescent dye for plant cultivation
开发使用液晶聚合物和荧光染料的植物栽培用波长/偏振转换涂膜
  • 批准号:
    20K20994
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Creation of photo-aligned functional materials based on liquid crystalline polymer lamellar structures
基于液晶聚合物层状结构的光取向功能材料的创建
  • 批准号:
    19H02774
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Photoresponsive Bond Exchange in Liquid Crystalline Polymer Networks: A Route to Complex and Controllable Shape Shifting Materials
液晶聚合物网络中的光响应键交换:复杂可控变形材料的途径
  • 批准号:
    1809841
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 3万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Construction of Artificial Higher-Order Structure of Crystalline Polymer Utilizing Non-Equilibrium Property
利用非平衡性质构建结晶聚合物的人工高阶结构
  • 批准号:
    17K05993
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Development of Anhydrous Proton-Conducting Liquid-Crystalline Polymer Membranes and Their Application in Fuel Cells
无水质子传导液晶聚合物膜的研制及其在燃料电池中的应用
  • 批准号:
    17H03064
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
偏光ラマン分光法を用いた結晶性高分子材料のその場3次元配向評価
使用偏振拉曼光谱对结晶聚合物材料进行原位三维取向评估
  • 批准号:
    16J00528
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
High-density liquid crystalline polymer brushes formed via surface segregation and self-assembly
通过表面偏析和自组装形成的高密度液晶聚合物刷
  • 批准号:
    15K13784
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了