東北大学オープンイノベーション戦略機構

プロジェクト

マテリアルサイエンス分野複合材料マルチスケールモデリングプロジェクト

東北大学 大学院工学研究科/工学部  岡部 朋永 教授

責任者東北大学 大学院工学研究科/工学部 岡部 朋永 教授

プロジェクトの目的

 代表的な繊維強化複合材料である炭素繊維強化複合材料は比強度・比剛性といった機械的特性において、従来の構造材料に比べはるかに優れているため、
多くの工業分野(次世代旅客機、宇宙分野、自動車)への適用が急速に広がっており、飛躍的な軽量化を背景にCO2排出削減に大きく貢献している。今後も適用は拡大することが期待される。
 一方で、これら繊維強化複合材料は力学特性の異なる材料から構成される不均質を有する材料であることから、その力学的取扱いは極めて複雑で、依然として研究・開発課題として残されている。特に繊維強化複合材に特有のマルチスケール性は、設計時に無視することが出来ない。
 したがって、低炭素社会の構築ならびに安心・安全な社会構築に貢献する信頼性の高い繊維強化複合材料を開発するためには、その解析(破壊、変形)、現象解明に加えて、定量的予測手法の確立を行い、設計・保守に役立てる必要がある。

研究内容の説明

  • 本プロジェクトでは、多くの工業分野でのさらなる利用拡大が予想される複合材料を対象として、実験と数値計算の両アプローチから機能発現機構や損傷挙動をマルチスケールに解明する手法構築を目的とする。
    また、ここで得られた手法をタイヤ等の不均質系材料や多成分からなる各種ソフトマテリアルへの適用を図る。

原子(分子)から構造までを繋ぐマルチスケール技術
反応プロセスを再現する新たな手法

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