疲労負荷下CFRPにおけるエントロピー損傷に基づく余寿命・残存強度予測法の構築

疲劳载荷下碳纤维复合材料熵损伤预测剩余寿命和残余强度的方法研究

基本信息

批准号：
21KK0063
负责人：
小柳潤
金额：
$ 12.15万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-10-07 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

シンガポール国立大学との共同研究として、エントロピー損傷に基づくCFRPの疲労破壊解析に関する研究を実施している。22年度は21年度に開発した劣化を含むHashin則のコードを用いて、CFRP積層板の疲労損傷蓄積に関する数値シミュレーションを実施した。まず本研究にて昨年度開発したコードを中心とする研究成果を International Journal of Fatigue に投稿し、2022年12月1日にパブリッシュされた。本コードの開発は、シンガポール国立大学との共同研究であったため、国際共著としてパブリッシュされている。なお、11月にシンガポールに訪問し（本申請の代表者および分担者を含む研究グループにて）、本研究のミーティングを実施した。次に、このコードを用いて中規模な数値シミュレーションを実施した。CFRPのクロスプライ積層板をモデル化し、細かく分割された各要素に劣化Hashin則を導入した上、強度をそれぞれ個別に設定した、現実的な解析を行った。繰り返し負荷を与え、最初はダメージがないものの、負荷回数を増やすにつれてトランスバースクラックというCFRPの初期にできる損傷が徐々に増えていくことをシミュレートできた。また、損傷累積に対する繰り返し負荷の周波数依存性も数値シミュレーションを用いて検討し、実験結果と良い一致を得た。これらの結果をMaterialsに投稿し、現在パブリッシュされている。

在新加坡国立大学的联合研究中，我们正在基于熵损害的CFRP疲劳分析进行研究。 2012年，使用Hashin法律法规进行了CFRP层压板的疲劳损伤积累的数值模拟，包括2011年开发的劣化。首先，在这项研究中，去年开发的研究的研究结果在《国际疲劳杂志》上发布，并于2022年12月1日发表，并于2022年发表了该杂志的发展。此外，我们于11月访问了新加坡（与包括本申请的代表和共享者一起的研究小组），并在本研究上举行了会议。接下来，使用此代码进行了中型数值模拟。对CFRP的交叉层压板进行了建模，并进行了现实的分析，其中为每个细分分裂的元素引入了降解Hashin规则，并单独设置了强度。尽管施加了重复的载荷，并且起初没有损坏，但我们能够模拟，随着负载数量的增加，在CFRP早期发生的损坏称为横向裂纹，逐渐增加。还使用数值模拟检查了重复载荷对损伤积累的频率依赖性，并获得了与实验结果的良好一致。这些结果已发布到材料上，目前正在发布。