ナノ繊維強化マイクロマシン用複合材料の信頼性評価と材料デザイン原子モデリング

纳米纤维增强微机械复合材料的可靠性评估和材料设计原子建模

• 批准号: 15760062
• 负责人: 田中 拓
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760062/
• 关键词: カーボンナノチューブ; 微小材料; 複合材料; 材料試験機; 強度; 疲労寿命; 材料デザイン

本研究は,マイクロマシン用材料として期待されるカーボンナノチューブ強化ポリマー複合材料を対象に,その材料デザイン技術の確立を目指し,具体的には(i)カーボンナノチューブ強化ポリマー複合材料の剛性・強度・疲労寿命の実験的評価,(ii)ナノチューブの離散原子特性を考慮した複合材料デザインのための新しい力学モデルの提案とその検証・確立を目的とする.本年度の成果は以下の通りである.(1)微小複合材料試験片の強度測定とナノチューブ配向分布の実測前年度に試作した微小複合材料試験片について,曲げ試験によって静的強度および疲労寿命を実測し,ナノチューブ充填の影響,ならびにナノチューブの配向性の影響を検討した.同時に断面の電子顕微鏡観察によりナノチューブ配向分布を測定し,配向性と剛性・静的強度・疲労寿命の関係を定量的に評価した.(2)連続体-離散原子連成モデルの構築と流動シミュレーション連続体ポリマー-離散原子ナノチューブの連成モデルを検討した.本モデルでは,エネルギー平衡を基礎に離散原子モデルを等価な連続体に置換する.さらにナノチューブ表面に仮想引力を導入し,流動時のチューブ/ポリマー摩擦力とチューブ間凝集力,ならびに硬化後のチューブ/ポリマー固着力を表現する.本モデルと離散分子動力学モデルの比較検討を行った.

This study は マ イ ク ロ マ シ ン materials と し て expect さ れ る カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ strengthening ポ リ マ ー composites を like に, seaborne そ の material デ ザ イ ン technology の establish を refers し, specific に は (I) カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ strengthening ポ リ マ ー の composite stiffness, strength, fatigue 労 の life be 験 review 価, (ii) ナ ノ チ ュ ー ブ の discrete characteristic atoms を considers し た composites デ ザ イ ン の た め の new し い mechanics モ デ ル の proposal と そ の 検 certificate, establish を purpose と す る. は の achievements this year following の tong り で あ る. (1) the small test piece の composite strength measurement と ナ ノ チ ュ ー ブ match to distribution の be measured before the annual に attempt し た tiny composite materials test pieces に つ い て, qu げ test に よ っ て static strength お よ び exhausted 労 を life be し, ナ ノ チ ュ ー ブ の filling effect, な ら び に ナ ノ チ ュ ー ブ の の to sex Influence を検 claim た. And に section の electronic 顕 micromirror 観 examine に よ り ナ ノ チ ュ ー ブ match to the determination of distribution を し, match to the sexual と stiffness, static strength, fatigue 労 life の masato is を に of quantitative evaluation of 価 し た. (2) even 続 body - discrete atoms into モ デ ル の build と flow シ ミ ュ レ ー シ ョ ン even 続 body ポ リ マ ー - discrete atoms ナ ノ チ ュ ー ブ の connect モ デ ル を beg し 検 た. This モ デ ル で は, エ ネ ル ギ ー balance に を based discrete atoms モ デ ル を etc 価 な even 続 body に replacement す る. さ ら に ナ ノ チ ュ ー ブ surface に 仮 think を import し, gravity flow の チ ュ ー ブ / ポ リ マ ー friction と チ ュ ー ブ, cohesion of between な ら び の に hardened チ ュ ー ブ / ポ リ マ ー firm put を performance す る. This モデ モデ と と discrete molecular dynamics モデ <s:1> <s:1> <s:1> 検 comparison 検 discusses を practice った.

项目成果

Three-Dimensional Micromechanics Analysis of Strain Energy Release Rate Distribution along Delamination Crack Front in FRP

FRP 分层裂纹前沿应变能释放率分布的三维微观力学分析

• 发表时间: 2004
• 期刊: Composites Technologies for 2020
• 作者: 福本真示;Hiroshi Tanaka
• 通讯作者: Hiroshi Tanaka

吉村 亮: "微小材料の機械的性質を評価する試験機の作製"関西学生会卒業研究発表講演会後援前刷集. (未定). (2004)

Ryo Yoshimura：“创建评估微小材料机械性能的测试机”由关西学生协会毕业研究演示讲座赞助的预印本集（待定）。

Fractography and Micromechanical Analysis of Front Shape of Fatigue Cracks in CFRP

CFRP疲劳裂纹前端形状的断口分析及微观力学分析

• 发表时间: 2004
• 期刊: Extended Abstracts of the Third International Conference on Fatigue of Composites
• 作者: 福本真示;Hiroshi Tanaka;Hiroshi Tanaka
• 通讯作者: Hiroshi Tanaka

マイクロ光造形法によるマイクロ材料の創製と評価

使用微立体光刻技术创建和评估微材料

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本機会学会関西学生会卒業研究発表講演会講演前刷集 (未定)
• 作者: 福本真示

田中 拓: "マイクロマシン構造材料としてのナノコンポジットの可能性"新世紀における複合材料研究の将来展望 (社)日本材料学会複合材料部門委員会公開部門委員会資料. 23-28 (2003)

田中卓：“纳米复合材料作为微机械结构材料的可能性”，新世纪复合材料研究的未来展望，日本材料学会，复合材料分部委员会出版分部委员会材料23-28（2003）。