『繊維強化複合材料を対象とした疲労/損傷解析技術』

株式会社アドバンストテクノロジー

繊維強化複合材料を対象とした疲労/損傷解析技術

技術分類：: [ 製品設計 ]
取扱商品：: [ 装置・設備 ] [ サービス ]
キーワード：: [ ＣＦＲＰ ] [ GFRP ] [ シミュレーション ] [ 複合材 ] [ 解析 ]

提案技術のポイント

Multi-scale (Micro-macro) Progressive Failure Analysis (PFA)機能により汎用FEAパッケージの機能拡張することで、繊維強化複合材料を対象とした材料特性、耐久性＆損傷トレランス(Durability＆Damage Tolerance：D＆DT)、信頼性エンジニアリングのシミュレーションを実現します。
Advanced failure mechanisms(matrix, fiber, lamina, laminate, Honeycomb sandwich)を使うことにより、静的、周期的（低/高サイクル疲労、2段階）、Power Spectrum Density (PSD)と熱荷重により引き起こされた損傷から材料の劣化まで構造応答を研究することが可能です。
さらに、製造欠陥(形状、サイズ)、ファイバー波形、残留応力、湿気および温度の影響を考慮します。材料システムの幅広い領域は、金属、セラミック、複合材とナノ複合材を含めて取り扱うことが可能です。
また、従来の2Dテープおよび繊維ラミネート・レイアップだけでなく3D波形、braids、短繊維も分析することが可能という点で独特です。

効果

材料エンジニアリング：
様々なタイプにわたる複合材特性を予測
材料および製造のバラツキを考慮した許容設計基準の決定
製造欠陥（繊維のうねり、ボイドなど）を考慮

構造/応力設計：
応力解析/D&DT （耐久&損傷許容設計）
破壊力学、疲労き裂進展、損傷の進行、伝播

製造/生産技術：
フィラメント・ワインディング成形によるカーボン高圧タンク（COPV）
レジントランスファー成形/真空RTM （あたらしい樹脂含浸成形）

新技術

複合材料の機械性能は、繊維うねりや繊維-マトリックス間の界面効果などのManufacturing Defectsからの影響を受けやすいため、その予測には欠陥影響を評価する必要があると考えられます。非均質化法を用いたマルチスケールモデリング機能は、複合材の欠陥影響(繊維うねり、繊維纏まり、ボイド率、形、サイズ)を考慮し、非線形性が反映された材料モデリングを行います。非均質化法による欠陥状態を反映した材料モデルは、ダメージ発生要因の解析、高精度の耐久性評価解析、欠陥許容評価解析を可能としている。

進展性損傷解析(Progressive Fracture Analysis 略：PFA)は、複合材構造物の変形時の損傷、破壊の発生、進展、破壊種類と発生位置を予測解析する。下図に示したPFAについての概略説明図のように、進展性損傷解析の一つ重要な特徴は、材料の内部損傷により発生した物性変化を考慮しながら、その変化を有限要素解析に反応させて計算を行うことである。

技術の動画

技術の展開・連携

開発進度	製品化完了（納入実績有り）
共同研究者（役割）	AlphaSTAR：本解析手法の開発元で、先進材料の構造モデリングおよび解析のための物理シミュレーション技術とサービスの、世界有数のプロバイダーです。
活用例	・航空宇宙：　- D&DT（耐久および損傷許容設計）、複合材の疲労寿命予測、き裂進展予測　- 材料の特性評価： A- & B- 基準値による強度設計　- 製造時の異常：スプリングバック、成形時硬化、収縮（変形）、欠陥の影響　- エンジン-セラミックスメーカー - （GE、RR、P&W、SNECMA、HW）・自動車：　- F-1レース（複合材の圧壊、衝突、衝撃解析など）　- 商用車（短繊維、COPV-水素高圧タンクのフィラメント・ワインディング成形など）・エレクトロニクス：　- 熱-機械的変形（ボールグリッドアレイ）・インフラ：　- 複合材橋梁、パイプ、海上石油掘削プラットフォーム、ケーブル・風力タービン：　- DOE/サンディア研の大型ブレード・スポーツ用品
技術課題・制約
必要な連携先
技術のWEBサイト	https://www.ad-tech.co.jp/products/genoamcq

開発進度: 製品化完了（納入実績有り）
共同研究者（役割）: AlphaSTAR：本解析手法の開発元で、先進材料の構造モデリングおよび解析のための物理シミュレーション技術とサービスの、世界有数のプロバイダーです。
活用例: ・航空宇宙：
　- D&DT（耐久および損傷許容設計）、複合材の疲労寿命予測、き裂進展予測
　- 材料の特性評価： A- & B- 基準値による強度設計
　- 製造時の異常：スプリングバック、成形時硬化、収縮（変形）、欠陥の影響
　- エンジン-セラミックスメーカー - （GE、RR、P&W、SNECMA、HW）

・自動車：
　- F-1レース（複合材の圧壊、衝突、衝撃解析など）
　- 商用車（短繊維、COPV-水素高圧タンクのフィラメント・ワインディング成形など）

・エレクトロニクス：
　- 熱-機械的変形（ボールグリッドアレイ）

・インフラ：
　- 複合材橋梁、パイプ、海上石油掘削プラットフォーム、ケーブル

・風力タービン：
　- DOE/サンディア研の大型ブレード

・スポーツ用品
技術課題・制約
必要な連携先
技術のWEBサイト: https://www.ad-tech.co.jp/products/genoamcq

シーズの問合せ先

部署・担当者	CAE技術部・黄　緒明
住所	〒141-0022 東京都品川区東五反田1-8-13五反田増島ビル3階
連絡先	TEL:03-5475-1540 FAX:03-5475-1541 お問い合わせフォーム

部署・担当者: CAE技術部・黄　緒明
住所: 〒141-0022 東京都品川区東五反田1-8-13五反田増島ビル3階
連絡先: TEL:03-5475-1540
FAX:03-5475-1541
お問い合わせフォーム

企業・機関概要

所在地	〒141-0022 東京都品川区東五反田１－８－１３　東五反田増島ビル３階
連絡先	TEL:03-5475-1540 FAX:03-5475-1541
資本金・従業員数等	5,000万円・
生産品目	ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥの保守、販売、教育、受託　コンサルテーション及びインテグレーション
主要取引先
海外拠点
認証取得
企業・機関のWEBサイト	https://www.ad-tech.co.jp/

所在地: 〒141-0022 東京都品川区東五反田１－８－１３　東五反田増島ビル３階
連絡先: TEL:03-5475-1540
FAX:03-5475-1541
資本金・従業員数等: 5,000万円・
生産品目: ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥの保守、販売、教育、受託　コンサルテーション及びインテグレーション
主要取引先
海外拠点
認証取得
企業・機関のWEBサイト: https://www.ad-tech.co.jp/

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更新日：2021年2月16日

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