抖阴旅行射

〇流体科学研究所　助教　阿部圭晃

【発表のポイント】

• 炭素繊維強化プラスチック（Carbon Fiber Reinforced Plastic: CFRP）¹の材料物性から，航空机の主翼性能を予测可能なマルチスケール数値解析技术を确立．
• これまで未解明だった，炭素繊维种の违いが航空机主翼の性能に及ぼす影响を初めて明らかにした．
• 主翼の设计时には，颁贵搁笔の材料破壊²と表面パネルの局所座屈³の双方を考虑した静空弾解析⁴に基づく设计が重要と分かった．
• 本成果は，脱炭素社会の実现に向け，复合材料を用いた次世代航空机の性能向上に活用されることが期待される．

【概要】

炭素繊維強化プラスチック（Carbon Fiber Reinforced Plastic: CFRP）は，炭素繊維と樹脂の組み合わせによって様々な強度特性を実現出来る，軽くて強い材料です．近年，航空機の材料として広く使われつつあり，更なる軽量化が求められる次世代航空機開発に必要不可欠な材料として，今も研究開発が進められています．一方で，数マイクロメートルの世界で生じる繊維や樹脂の破壊現象が，数十メートルの長さを持つ航空機の主翼にどのような影響を及ぼすのかを予測することは難しく，実験室サイズの手軽な実験が困難な航空機開発において大きなボトルネックとなっていました．

本研究では，颁贵搁笔の破壊现象を捉えるミクロスケール解析から，航空机の飞行时に主翼が生む空気力と构造変形を精度良く捉えるマクロスケール解析まで融合したマルチスケール数値解析手法を构筑し，世界で初めて，炭素繊维种の违いが主翼性能（重量?空気力）に及ぼす影响を明らかにしました．

　今回の研究成果は，米国現地時間2022年4月15日に学術専門誌「Journal of Aerospace Science and Technology」（I.F. 5.107）に掲載されました．

図１：颁贵搁笔航空机主翼设计のマルチスケール数値解析手法

【用语解説】

1 炭素繊維強化プラスチック（Carbon Fiber Reinforced Plastic: CFRP）：強化材料である炭素繊維と，それを支持する母材樹脂によって構成される複合材料の一種．軽量かつ高剛性?高強度であるという特性を持つ．

2 材料破壊：材料が持つ強度によって破壊すること．複合材料では荷重の負荷方向によって異なる強度?破壊メカニズムを示す．

3 局所座屈：補強パネルの破壊形態の一つ．補強材であるスティフナ間の板が座屈する現象のこと．

4 静空弾解析：静的空力弾性解析の略で，航空機の巡航時に主翼の構造変形と空気力が釣り合った平衡状態を予測する解析を指す．

详细（プレスリリース本文）

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