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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21KK0063/
• 关键词: CFRP; 繰り返し負荷; エントロピー; 強度低下; 有限要素解析; 疲労; 数値シミュレーション; 強度劣化

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。

シ ン ガ ポ ー ル national university と の joint research と し て, エ ン ト ロ ピ ー damage に base づ く CFRP の exhausted 労 broken 壊 parsing に masato す る research を be applied し て い る. 22 year は 21 year に open 発 し た degradation を containing む Hashin is の コ ー ド を with い て, CFRP laminates の exhausted 労 damage accumulation に masato す る the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を be applied し た. Youdaoplaceholder0 This study にて was published in the previous year たコ ドを ドを ドを center とする research results を International Journal of Fatigue に, submitted to を, December 1, 2022 にパブリッシュされた. Open the コ ー ド の 発 は, シ ン ガ ポ ー ル national university と の joint research で あ っ た た め and international the と し て パ ブ リ ッ シ ュ さ れ て い る. な お, November に シ ン ガ ポ ー ル に access し representatives (this application の お よ び share the study contains を む グ ル ー プ に て), this study の ミ ー テ ィ ン グ を be applied し た. に, こ の コ ー ド を with い て in scale な the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を be applied し た. CFRP の ク ロ ス プ ラ イ laminated plate を モ デ ル し, fine か く segmentation さ れ た each factor に degradation Hashin is を import し た, strength on を そ れ ぞ れ individual に set し た line, now be な analytic を っ た. を Qiao り return し load and え, initially は ダ メ ー ジ が な い も の の, load back several を raised や す に つ れ て ト ラ ン ス バ ー ス ク ラ ッ ク と い う CFRP の early に で き る damage が xu 々 に raised え て い く こ と を シ ミ ュ レ ー ト で き た. ま た, damage accumulation に す seaborne る Qiao り return の し load cycle for dependency も the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を with い て beg し 検, be 験 results agree good と い を た. Youdaoplaceholder2 れら <s:1> results をMaterialsに submission れら present パブリッシュされて る る る.

项目成果

National University of Singapore(シンガポール)

新加坡国立大学

散逸エネルギーに基づく損傷を考慮したCFRPの疲労破壊モデルの構築

基于耗散能的考虑损伤的CFRP疲劳失效模型的构建

• 发表时间: 2022
• 作者: Iwamoto Shun;Oya Yutaka;Koyanagi Jun;望月 諒（東理大院），星名 滉（東理大），樋口 諒（東大），小柳 潤（東理大）
• 通讯作者: 望月 諒（東理大院），星名 滉（東理大），樋口 諒（東大），小柳 潤（東理大）

Numerical simulation for the tensile failure of randomly oriented short fiber reinforced plastics based on a viscoelastic entropy damage criterion

• DOI: 10.1016/j.jcomc.2022.100342
• 发表时间: 2022-12-16
• 期刊: COMPOSITES PART C: OPEN ACCESS
• 作者: Kagawa, Hikaru;Umezu, Yuta;Koyanagi, Jun
• 通讯作者: Koyanagi, Jun

Finite element model for simulating entropy-based strength-degradation of carbon-fiber-reinforced plastics subjected to cyclic loadings

• DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2022.107204
• 发表时间: 2022-08-20
• 期刊: INTERNATIONAL JOURNAL OF FATIGUE
• 影响因子: 6
• 作者: Koyanagi, Jun;Mochizuki, Asa;Tay, T. E.
• 通讯作者: Tay, T. E.