一方向配向カーボンナノチューブ含有複合材料の力学特性・破壊機構評価とそのモデル化

单向取向碳纳米管复合材料的力学性能和断裂机制评价及其建模

• 批准号: 12J05047
• 负责人: 津田 皓正
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J05047/
• 关键词: カーボンナノチューブ; 複合材料; 力学特性; 数値解析

本年度は, 配向カーボンナノチューブ含有複合材料の力学特性強化機構についてより詳細なモデル化を行った. 始めに, 複合材料中における配向カーボンナノチューブの3次元の配向を実験的に取得し, それをEshelbY/Mori-Tanaka理論を用いて解析することで, カーボンナノチューブの実効弾性率を見積もったところ, その値は既存の研究で報告されている弾性率とほとんど同値であることがわかった. 続いて, CNTの層間における荷重伝達効率をShear-lag理論を用いて解析したところ, カーボンナノチューブの層から層へは端部からごくわずかの領域を除いては十分に荷重が伝達されており, また本研究で用いたカーボンナノチューブは長さが1mmと既存のものに比べても十分な長さを有するため, 既存の短繊維とほぼ同等に扱うことが可能であることがわかった. また, 損傷プロセスの定量化を通じて, カーボンナノチューブと樹脂間の界面強度は力学特性の強化に大きくは寄与していないことが実験・解析の双方のアプローチからわかっており, 従って本研究で用いたようなアスペクト比の非常に大きいカーボンナノチューブの場合, 複合材料中における配向性を制御することによってカーボンナノチューブのもつ優れた力学特性を最大限に発揮できることを示唆する結果が得られた. このように, 配向カーボンナノチューブを用いて複合材料を作製することによって, 弾性率・強度を向上させた複合材料を作製することが可能となり, かっその中でもミクロな特性に着目することによって, 本複合材料の力学特性強化メカニズムをモデル化することが可能であることが実験・解析の双方の立場から示された.

This year, the alignment of the composite material is very important. In the beginning, the alignment of the composite material was obtained by using the EshelbY/Mori-Tanaka theory. The analysis of the alignment of the composite material was carried out by using the EshelbY/Mori-Tanaka theory. The results show that the alignment of the composite material was obtained by using the EshelbY/Mori-Tanaka theory. In this study, CNT interlayer load transmission efficiency was analyzed using the Shear-lag theory. The layer length of CNT interlayer was 1 mm. The layer end of CNT interlayer was 1 mm. The layer length of CNT interlayer was 1 mm. There is no such thing as a short-term solution. In this study, the quantitative analysis of the damage of the resin interface strength and the mechanical properties of the resin interface strength are used to analyze the damage of the resin interface strength. The maximum limit of mechanical properties of composite materials is obtained. The mechanical properties of the composite material are enhanced by the alignment of the composite material and the properties of the composite material.

项目成果

配向カーボンナノチューブ/エポキシ複合材料の損傷進展観察

定向碳纳米管/环氧复合材料损伤进展观察

• 发表时间: 2013
• 作者: 津田皓正;文淑英;小笠原俊夫;武田展雄;仲本兼悟;島村佳伸;井上翼
• 通讯作者: 井上翼

配向カーボンナノチューブ/エポキシ複合材料の力学特性強化機構に関する一考察

定向碳纳米管/环氧复合材料力学性能增强机理研究

• 发表时间: 2014
• 作者: 津田皓正;小笠原俊夫;他4名
• 通讯作者: 他4名

MICROSCOPIC PROPERTIES AND NUMERICAL SIMULATION OF ALIGNED CNT SHEET COMPOSITES

定向碳纳米管复合材料的微观性能和数值模拟

• 发表时间: 2013
• 作者: T. Tsuda;T. Ogasawara;S. Y. Moon;M. Nishikawa;K. Nakamoto;Y. Shimamura;Y. Inoue;N. Takeda
• 通讯作者: N. Takeda

一方向配向CNT含有複合材料のミクロ破壊観察および破壊機構のモデル化

单向取向含碳纳米管复合材料的微断裂观察及断裂机制建模

• 发表时间: 2012
• 作者: 津田皓正;小笠原俊夫;他5名
• 通讯作者: 他5名

Numerical simulation for tensile tests and microscopic fracture processof aliened multi-wall carbon nanotube / epoxy composites

异质多壁碳纳米管/环氧复合材料拉伸试验及微观断裂过程数值模拟

• 发表时间: 2012
• 作者: Kosetsu K.;Keijzer;de. J.;Janson;ME.;Goshima;G.;津田 皓正
• 通讯作者: 津田 皓正