JP2000334888A - 複合材および複合材の損傷制御方法 - Google Patents
複合材および複合材の損傷制御方法Info
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- Laminated Bodies (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 形状記憶合金箔の形状回復機能を損傷抑制機
能として利用することで複合材の損傷部位を修復する。 【解決手段】 常温で異なる歪みを与えた形状記憶合金
箔２を繊維強化樹脂層３の間に配置した複合材１を設
け、この複合材１の各形状記憶合金箔２に通電して形状
記憶合金箔２の抵抗変化をモニターし、複合材１の損傷
部位をモニターした形状記憶合金箔２の抵抗変化により
検知し、検知した複合材１の損傷部位に対応する形状記
憶合金箔２に通電し、複合材の損傷部位を通電による加
熱で形状が変化する形状記憶合金箔２により圧縮力また
はせん断応力を発生させ、複合材１の損傷部位の損傷を
制御する。
能として利用することで複合材の損傷部位を修復する。 【解決手段】 常温で異なる歪みを与えた形状記憶合金
箔２を繊維強化樹脂層３の間に配置した複合材１を設
け、この複合材１の各形状記憶合金箔２に通電して形状
記憶合金箔２の抵抗変化をモニターし、複合材１の損傷
部位をモニターした形状記憶合金箔２の抵抗変化により
検知し、検知した複合材１の損傷部位に対応する形状記
憶合金箔２に通電し、複合材の損傷部位を通電による加
熱で形状が変化する形状記憶合金箔２により圧縮力また
はせん断応力を発生させ、複合材１の損傷部位の損傷を
制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、次世代航空機構
造、衛星及び宇宙ステーション等の宇宙機器、超高層建
築、公共インフラストラクチャー及び高速車両に適用さ
れる複合材および複合材の損傷制御方法に関する。
造、衛星及び宇宙ステーション等の宇宙機器、超高層建
築、公共インフラストラクチャー及び高速車両に適用さ
れる複合材および複合材の損傷制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】構造材料に適用されている複合材は、衝
撃荷重に対して材料内部が損傷を受け易いという性質を
有するため、設計許容値を複合材本来の持つ強度の１／
４程度としている。この設計許容値を引き上げるため
に、複合材の内部に損傷抑制効果のある材料を埋め込
み、複合材に衝撃荷重が負荷された時にもその際の荷重
及び損傷を検知することにより安全性を高めるようにし
た複合材は知られている。
撃荷重に対して材料内部が損傷を受け易いという性質を
有するため、設計許容値を複合材本来の持つ強度の１／
４程度としている。この設計許容値を引き上げるため
に、複合材の内部に損傷抑制効果のある材料を埋め込
み、複合材に衝撃荷重が負荷された時にもその際の荷重
及び損傷を検知することにより安全性を高めるようにし
た複合材は知られている。
【０００３】特開平６−２１２０１８号公報には、逆変
態終了温度以下の少なくとも１種類以上の形状記憶合金
材料を母材表面または母材内に配列した構造の高分子基
複合機能性材料が記載されている。
態終了温度以下の少なくとも１種類以上の形状記憶合金
材料を母材表面または母材内に配列した構造の高分子基
複合機能性材料が記載されている。
【０００４】特開平７−４８６３７号公報には、熱弾性
変態を起こす少なくとも１種類以上の形状記憶合金材料
素子を母材内に混入もしくは配列させた構造の金属基複
合材料が記載されている。
変態を起こす少なくとも１種類以上の形状記憶合金材料
素子を母材内に混入もしくは配列させた構造の金属基複
合材料が記載されている。
【０００５】特開平８−１５２０８号公報には、積層構
造を有する複合材料にＮｉＴｉ形状記憶合金の細線を埋
め込んだ後、細線に電流を流し、マトリックス材料に亀
裂や損傷が生じた際の細線の電流抵抗変化を検出する複
合材料損傷検知システムが記載されている。
造を有する複合材料にＮｉＴｉ形状記憶合金の細線を埋
め込んだ後、細線に電流を流し、マトリックス材料に亀
裂や損傷が生じた際の細線の電流抵抗変化を検出する複
合材料損傷検知システムが記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記複合材において
は、複合材に埋め込んだ損傷抑制効果のある材料が複合
材の異物となる可能性があり、これが複合材の擬似欠陥
となって複合材の強度低下を起こすおそれがある。
は、複合材に埋め込んだ損傷抑制効果のある材料が複合
材の異物となる可能性があり、これが複合材の擬似欠陥
となって複合材の強度低下を起こすおそれがある。
【０００７】上記複合材料損傷検知システムでは、損傷
検知と損傷抑制を別々の材料で行うことが前提であり、
材料として形状記憶合金細線を用い、複合材料に挿入し
た形状記憶合金細線に均一に収縮応力を発生させてトラ
ンスバースクラックを抑制しようとするものであるが、
これでは複合材料の設計許容値を減少させた衝撃負荷時
に発生しやすいデラミネーションには対応できない。
検知と損傷抑制を別々の材料で行うことが前提であり、
材料として形状記憶合金細線を用い、複合材料に挿入し
た形状記憶合金細線に均一に収縮応力を発生させてトラ
ンスバースクラックを抑制しようとするものであるが、
これでは複合材料の設計許容値を減少させた衝撃負荷時
に発生しやすいデラミネーションには対応できない。
【０００８】本発明は上記した点を考慮してなされたも
ので、形状記憶合金箔の形状回復機能を損傷抑制機能と
して利用する複合材および複合材の損傷部位を形状記憶
合金箔の加熱による形状変化に伴う圧縮力を複合材の損
傷部位に加えることで損傷部位を修復する複合材の損傷
制御方法を提供することを目的とする。
ので、形状記憶合金箔の形状回復機能を損傷抑制機能と
して利用する複合材および複合材の損傷部位を形状記憶
合金箔の加熱による形状変化に伴う圧縮力を複合材の損
傷部位に加えることで損傷部位を修復する複合材の損傷
制御方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の複合材は、常温
で歪みを与えた形状記憶合金箔を繊維強化樹脂層の間に
配置し、形状記憶合金箔の形状回復機能を損傷抑制機能
として利用することで損傷部位を修復することができ
る。
で歪みを与えた形状記憶合金箔を繊維強化樹脂層の間に
配置し、形状記憶合金箔の形状回復機能を損傷抑制機能
として利用することで損傷部位を修復することができ
る。
【００１０】本発明の複合材の損傷制御方法は、常温で
異なる歪みを与えた形状記憶合金箔を繊維強化樹脂層の
間に配置した複合材を設け、この複合材の各形状記憶合
金箔に微弱電流を流して形状記憶合金箔の抵抗変化をモ
ニターし、複合材の損傷部位をモニターした形状記憶合
金箔の抵抗変化により検知し、検知した複合材の損傷部
位に対応する形状記憶合金箔に通電し、複合材の損傷部
位を通電による加熱で形状が変化する形状記憶合金箔に
より圧縮し、複合材の損傷部位の損傷を制御することを
特徴とする。
異なる歪みを与えた形状記憶合金箔を繊維強化樹脂層の
間に配置した複合材を設け、この複合材の各形状記憶合
金箔に微弱電流を流して形状記憶合金箔の抵抗変化をモ
ニターし、複合材の損傷部位をモニターした形状記憶合
金箔の抵抗変化により検知し、検知した複合材の損傷部
位に対応する形状記憶合金箔に通電し、複合材の損傷部
位を通電による加熱で形状が変化する形状記憶合金箔に
より圧縮し、複合材の損傷部位の損傷を制御することを
特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明による複合材パネルを
示し、この複合材パネル１は、形状記憶合金箔２を繊維
強化樹脂層３，３の間に配置して構成されている。形状
記憶合金箔２は、ＮｉＴｉ合金を素材とした厚さ約０．
０４ｍｍのＮｉＴｉ形状記憶合金であり、常温で歪みが
与えられた状態、すなわち変態点以下の温度で歪みが保
持された状態で繊維強化樹脂層３，３の間に配置され
る。各繊維強化樹脂層３は、炭素繊維強化樹脂３ａ（図
５）を複数枚積層して形成される。
参照して説明する。図１は本発明による複合材パネルを
示し、この複合材パネル１は、形状記憶合金箔２を繊維
強化樹脂層３，３の間に配置して構成されている。形状
記憶合金箔２は、ＮｉＴｉ合金を素材とした厚さ約０．
０４ｍｍのＮｉＴｉ形状記憶合金であり、常温で歪みが
与えられた状態、すなわち変態点以下の温度で歪みが保
持された状態で繊維強化樹脂層３，３の間に配置され
る。各繊維強化樹脂層３は、炭素繊維強化樹脂３ａ（図
５）を複数枚積層して形成される。
【００１２】形状記憶合金は、一般に、外的な熱によっ
て可逆的に元の結晶構造状態に戻るという特性を有する
ものであり、図２に示す材料特性から明らかなように、
低温マルテンサイト相が高温での安定オーステナイト相
よりも１／２〜１／３程度柔らかく変形が容易であり、
低温から高温になるにつれて剛性率が２〜３倍程度上昇
し、予ひずみを付与してその変形を拘束した場合には、
逆に２〜３倍程度の大きい回復力が得られるという特性
を備えている。
て可逆的に元の結晶構造状態に戻るという特性を有する
ものであり、図２に示す材料特性から明らかなように、
低温マルテンサイト相が高温での安定オーステナイト相
よりも１／２〜１／３程度柔らかく変形が容易であり、
低温から高温になるにつれて剛性率が２〜３倍程度上昇
し、予ひずみを付与してその変形を拘束した場合には、
逆に２〜３倍程度の大きい回復力が得られるという特性
を備えている。
【００１３】本発明の複合材パネル１は、形状記憶合金
箔２を変態点以下の温度で変形を拘束した状態で繊維強
化樹脂層３の間に配置し、形状記憶合金箔２を変態点以
上の温度に加熱し形状記憶合金箔２を形状変化させるこ
とで、複合材料の各層にせん断応力を発生させてデラミ
ネーションを抑制させる応力を発生させる。
箔２を変態点以下の温度で変形を拘束した状態で繊維強
化樹脂層３の間に配置し、形状記憶合金箔２を変態点以
上の温度に加熱し形状記憶合金箔２を形状変化させるこ
とで、複合材料の各層にせん断応力を発生させてデラミ
ネーションを抑制させる応力を発生させる。
【００１４】図１に示す複合材パネル１は、６枚の繊維
強化樹脂層３と２種類の常温で歪みの大きさが異なる形
状記憶合金箔２とから形成され、６枚の繊維強化樹脂層
３のうちの端側に位置する繊維強化樹脂層３を２枚の炭
素繊維強化樹脂３ａを積層したもので形成し、中間に位
置する繊維強化樹脂層３を３枚の炭素繊維強化樹脂３ａ
を積層したもので形成し、常温で歪みの大きさが異なる
２種類の形状記憶合金箔２を繊維強化樹脂層３の間に交
互に配置している。形状記憶合金箔２は３種類以上の常
温で歪みの大きさが異なるものとし、それぞれを繊維強
化樹脂層３の間に配置することもできる。なお、上記形
状記憶合金箔２は、テープ状をなす細長い片を互いに接
触しないように並列配置することが望ましい。
強化樹脂層３と２種類の常温で歪みの大きさが異なる形
状記憶合金箔２とから形成され、６枚の繊維強化樹脂層
３のうちの端側に位置する繊維強化樹脂層３を２枚の炭
素繊維強化樹脂３ａを積層したもので形成し、中間に位
置する繊維強化樹脂層３を３枚の炭素繊維強化樹脂３ａ
を積層したもので形成し、常温で歪みの大きさが異なる
２種類の形状記憶合金箔２を繊維強化樹脂層３の間に交
互に配置している。形状記憶合金箔２は３種類以上の常
温で歪みの大きさが異なるものとし、それぞれを繊維強
化樹脂層３の間に配置することもできる。なお、上記形
状記憶合金箔２は、テープ状をなす細長い片を互いに接
触しないように並列配置することが望ましい。
【００１５】つぎに、複合材パネル１の製造手順を説明
する。
する。
【００１６】まず、各形状記憶金属箔２の両端部を図３
に示すようにクリップ手段４により挟持し、クリップ手
段４，４を常温で矢印Ａ方向に引っ張り、形状記憶合金
箔２に変態点以下の温度で歪みを負荷する。
に示すようにクリップ手段４により挟持し、クリップ手
段４，４を常温で矢印Ａ方向に引っ張り、形状記憶合金
箔２に変態点以下の温度で歪みを負荷する。
【００１７】ついで、歪みを負荷した形状記憶合金箔２
を表面処理して表面を粗面化する。この表面処理は、図
４に示すように、形状記憶合金箔２を処理層５に入れら
れた硝酸またはフッ酸のような酸処理液６に浸漬して粗
面７を形成する酸洗処理法で行われる。この表面処理
は、電子ビーム等のエネルギー照射により粗面を形成す
るスパッタリング法またはゾルゲル法により行うことも
できる。形状記憶合金箔２は変態温度が６０〜７０℃で
あるから、表面処理を行う際に、形状記憶合金箔２がこ
の変態温度以上にならないよう注意することが必要であ
る。
を表面処理して表面を粗面化する。この表面処理は、図
４に示すように、形状記憶合金箔２を処理層５に入れら
れた硝酸またはフッ酸のような酸処理液６に浸漬して粗
面７を形成する酸洗処理法で行われる。この表面処理
は、電子ビーム等のエネルギー照射により粗面を形成す
るスパッタリング法またはゾルゲル法により行うことも
できる。形状記憶合金箔２は変態温度が６０〜７０℃で
あるから、表面処理を行う際に、形状記憶合金箔２がこ
の変態温度以上にならないよう注意することが必要であ
る。
【００１８】つぎに、炭素繊維強化プリプレグを所定寸
法にプリカットし、プリカットしたプリプレグ３ａと形
状記憶合金箔２を、図５に示すように積層する。この場
合、歪みを負荷した形状記憶合金箔２は、図示しない歪
み保持手段により歪みが負荷された状態が維持されるよ
うに積層される。この場合、形状記憶合金箔２とプリプ
レグ３ａとの界面での高い接着強度が形状記憶合金箔２
に化学処理または物理的に表面を粗くすることで得られ
る。
法にプリカットし、プリカットしたプリプレグ３ａと形
状記憶合金箔２を、図５に示すように積層する。この場
合、歪みを負荷した形状記憶合金箔２は、図示しない歪
み保持手段により歪みが負荷された状態が維持されるよ
うに積層される。この場合、形状記憶合金箔２とプリプ
レグ３ａとの界面での高い接着強度が形状記憶合金箔２
に化学処理または物理的に表面を粗くすることで得られ
る。
【００１９】プリプレグ３ａの積層構成は適用される構
造の強度により異なるため任意であるが、図５に示すプ
リプレグの積層構成は、形状記憶合金箔２を中心に３Ｐ
ＬＹのプリプレグ３ａ毎に形状記憶合金箔２を配置し、
両端側に２ＰＬＹのプリプレグ３ａを配置した合計１６
ＰＬＹであり、形状記憶合金箔２は合計５ＰＬＹであ
る。
造の強度により異なるため任意であるが、図５に示すプ
リプレグの積層構成は、形状記憶合金箔２を中心に３Ｐ
ＬＹのプリプレグ３ａ毎に形状記憶合金箔２を配置し、
両端側に２ＰＬＹのプリプレグ３ａを配置した合計１６
ＰＬＹであり、形状記憶合金箔２は合計５ＰＬＹであ
る。
【００２０】具体的には、プリプレグと形状記憶合金箔
の積層体は、その構造に掛かる亀裂進展許容応力が５ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 であったとすると、形状記憶合金箔をその
応力を抑えることの可能なせん断応力が発生可能なもの
とする。この場合、形状記憶合金箔への配線が可能な銅
箔等も合わせて積層成形する。
の積層体は、その構造に掛かる亀裂進展許容応力が５ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 であったとすると、形状記憶合金箔をその
応力を抑えることの可能なせん断応力が発生可能なもの
とする。この場合、形状記憶合金箔への配線が可能な銅
箔等も合わせて積層成形する。
【００２１】つぎに、プリプレグと形状記憶合金箔の積
層体は、図６に示すように、温度が１８０℃、真空圧が
７００ｍｍｈｇ、加圧力が３．２ｋｇｆ／ｍｍ2 の条件
下において９０分間硬化され、図１に示す複合材パネル
１が成形される。
層体は、図６に示すように、温度が１８０℃、真空圧が
７００ｍｍｈｇ、加圧力が３．２ｋｇｆ／ｍｍ2 の条件
下において９０分間硬化され、図１に示す複合材パネル
１が成形される。
【００２２】つぎに、複合材の損傷制御方法について説
明する。
明する。
【００２３】形状記憶合金は金属であるためその断面積
によって電気抵抗値が任意に決定する。このため、予め
形状記憶合金に微弱な一定電流を流しておくと、例えば
材料内部で亀裂が発生した場合、形状記憶合金に局部的
な歪みが発生し、この歪みによって形状記憶合金の電気
抵抗は変化する。したがって、出力する電圧を常にモニ
タリングしておけば、その変化によって材料内部の損傷
が検知できる。予備試験及び検討によって、損傷が起こ
った場合の電圧の変化を把握しておき、電圧の変化をコ
ンピュータに記憶させておけば損傷に等しい出力があっ
た場合、損傷の検知が可能である。
によって電気抵抗値が任意に決定する。このため、予め
形状記憶合金に微弱な一定電流を流しておくと、例えば
材料内部で亀裂が発生した場合、形状記憶合金に局部的
な歪みが発生し、この歪みによって形状記憶合金の電気
抵抗は変化する。したがって、出力する電圧を常にモニ
タリングしておけば、その変化によって材料内部の損傷
が検知できる。予備試験及び検討によって、損傷が起こ
った場合の電圧の変化を把握しておき、電圧の変化をコ
ンピュータに記憶させておけば損傷に等しい出力があっ
た場合、損傷の検知が可能である。
【００２４】すなわち、形状記憶合金のひずみと電気抵
抗の関係は図７に示す通りであり、複合材に発生するト
ランスバースクラック、デラミネーション等異なる種
類、位置及び大きさの損傷と電気抵抗の関係とその電気
抵抗の分布を把握することにより、複合材に発生する損
傷の種類、位置及び大きさが判定可能である。
抗の関係は図７に示す通りであり、複合材に発生するト
ランスバースクラック、デラミネーション等異なる種
類、位置及び大きさの損傷と電気抵抗の関係とその電気
抵抗の分布を把握することにより、複合材に発生する損
傷の種類、位置及び大きさが判定可能である。
【００２５】また、複合材料中の損傷の種類、位置及び
大きさを３Ｄ画像として観察することができる。
大きさを３Ｄ画像として観察することができる。
【００２６】複合材パネル１に図８に示すような層間剥
離が発生すると、繊維強化樹脂層３に負荷された応力ま
たは繊維強化樹脂層３が損傷を受けた場合に受ける応力
集中による応力バランスが変化し、応力バランスの変化
が形状記憶合金箔２自身の歪みとして感受され、この歪
みの変化が形状記憶合金箔２の形状変化による電気抵抗
の変化となる。したがって、複合材に配置された複数の
形状記憶合金箔のうちのどの形状記憶合金箔の電気抵抗
が変化したかを検知することで、複合材パネル１の損傷
部位が検出される。
離が発生すると、繊維強化樹脂層３に負荷された応力ま
たは繊維強化樹脂層３が損傷を受けた場合に受ける応力
集中による応力バランスが変化し、応力バランスの変化
が形状記憶合金箔２自身の歪みとして感受され、この歪
みの変化が形状記憶合金箔２の形状変化による電気抵抗
の変化となる。したがって、複合材に配置された複数の
形状記憶合金箔のうちのどの形状記憶合金箔の電気抵抗
が変化したかを検知することで、複合材パネル１の損傷
部位が検出される。
【００２７】複合材パネル１の損傷部位が検出される
と、複合材パネル１の損傷部位に対応する形状記憶合金
箔２にこの形状記憶合金箔２を加熱する程度の電流を流
し、形状記憶合金箔２の温度を変態温度以上に上昇し、
加熱で形状が変化する形状記憶合金箔により複合材の損
傷部位に圧縮力または圧縮応力を加え、複合材の損傷部
位の損傷を抑制することにより複合材の損傷部位の損傷
を制御する。
と、複合材パネル１の損傷部位に対応する形状記憶合金
箔２にこの形状記憶合金箔２を加熱する程度の電流を流
し、形状記憶合金箔２の温度を変態温度以上に上昇し、
加熱で形状が変化する形状記憶合金箔により複合材の損
傷部位に圧縮力または圧縮応力を加え、複合材の損傷部
位の損傷を抑制することにより複合材の損傷部位の損傷
を制御する。
【００２８】図８に示す複合材パネルは、繊維強化樹脂
層３，３との間に形状記憶合金箔２が配置され、これら
の形状記憶合金箔２は２種類の歪が与えられている。最
上層の形状記憶合金箔２ｂには比較的小さな歪が与えら
れ、その次の形状記憶合金２ｃには比較的大きな歪が与
えられ、さらに下の形状記憶合金箔２ｄには比較的小さ
な歪が、その下の形状記憶合金箔２ｅには比較的大きな
歪が、最下層の形状記憶合金箔２ｆには比較的小さな歪
が与えられている。この複合材パネルの繊維強化樹脂層
３ｅにデラミネーションが発生した場合、この繊維強化
樹脂層３ｅを挟んだ形状記憶合金箔２ｅと２ｄの電気抵
抗値に最も大きな変化が生じるとともにその他の形状記
憶合金箔の電気抵抗値も変化する。即ち、損傷の程度に
よるが、形状記憶合金箔２ｄと２ｅとの間の電気抵抗変
化が急激になる。このとき、層間剥離の進行を防止する
ために、形状記憶合金箔２ｄと２ｅに通電する。形状記
憶合金箔２ｄには比較的小さな歪を、それより大きな歪
を形状記憶合金箔２ｅに与えてあるので、それらの歪の
影響で繊維強化樹脂３ｅは上に凸状に湾曲しようとする
ので、パネルを構成するその他の層から圧迫される。こ
の作用によって繊維強化樹脂層３ｅを構成する層のデラ
ミネーションが防止される。
層３，３との間に形状記憶合金箔２が配置され、これら
の形状記憶合金箔２は２種類の歪が与えられている。最
上層の形状記憶合金箔２ｂには比較的小さな歪が与えら
れ、その次の形状記憶合金２ｃには比較的大きな歪が与
えられ、さらに下の形状記憶合金箔２ｄには比較的小さ
な歪が、その下の形状記憶合金箔２ｅには比較的大きな
歪が、最下層の形状記憶合金箔２ｆには比較的小さな歪
が与えられている。この複合材パネルの繊維強化樹脂層
３ｅにデラミネーションが発生した場合、この繊維強化
樹脂層３ｅを挟んだ形状記憶合金箔２ｅと２ｄの電気抵
抗値に最も大きな変化が生じるとともにその他の形状記
憶合金箔の電気抵抗値も変化する。即ち、損傷の程度に
よるが、形状記憶合金箔２ｄと２ｅとの間の電気抵抗変
化が急激になる。このとき、層間剥離の進行を防止する
ために、形状記憶合金箔２ｄと２ｅに通電する。形状記
憶合金箔２ｄには比較的小さな歪を、それより大きな歪
を形状記憶合金箔２ｅに与えてあるので、それらの歪の
影響で繊維強化樹脂３ｅは上に凸状に湾曲しようとする
ので、パネルを構成するその他の層から圧迫される。こ
の作用によって繊維強化樹脂層３ｅを構成する層のデラ
ミネーションが防止される。
【００２９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の複合材は、
常温で歪みを与えた形状記憶合金箔を繊維強化樹脂層の
間に配置したことで、形状記憶合金箔の形状回復機能を
損傷抑制機能として利用することで損傷部位を修復する
ことができる。
常温で歪みを与えた形状記憶合金箔を繊維強化樹脂層の
間に配置したことで、形状記憶合金箔の形状回復機能を
損傷抑制機能として利用することで損傷部位を修復する
ことができる。
【００３０】本発明の複合材の損傷制御方法は、複合材
の層間に配置した常温で異なる歪みを与えた形状記憶合
金箔の抵抗変化をモニターし、モニターした形状記憶合
金箔の抵抗変化により複合材の損傷部位を検知し、検知
した複合材の損傷部位に対応する形状記憶合金箔に通電
し、複合材の損傷部位を通電による加熱で形状が変化す
る形状記憶合金箔により圧縮力またはせん断応力を発生
させ、複合材の損傷部位の損傷を制御することができ
る。
の層間に配置した常温で異なる歪みを与えた形状記憶合
金箔の抵抗変化をモニターし、モニターした形状記憶合
金箔の抵抗変化により複合材の損傷部位を検知し、検知
した複合材の損傷部位に対応する形状記憶合金箔に通電
し、複合材の損傷部位を通電による加熱で形状が変化す
る形状記憶合金箔により圧縮力またはせん断応力を発生
させ、複合材の損傷部位の損傷を制御することができ
る。
【図１】本発明による複合材の斜視図。
【図２】形状記憶合金の材料特性を示す図。
【図３】形状記憶合金箔に常温で歪みを与える段階を示
す図。
す図。
【図４】形状記憶合金箔の表面処理を示す図。
【図５】繊維強化樹脂プリプレグと形状記憶合金の積層
構成を示す図。
構成を示す図。
【図６】図５の積層体を硬化処理する条件を示す図。
【図７】形状記憶合金箔の歪みと電気抵抗との関係を示
す図。
す図。
【図８】複合材の層間剥離を検出し制御する状態を示す
図。
図。
１ 複合材パネル ２ 形状記憶合金箔 ３ 繊維強化樹脂層 ３ａ 繊維強化樹脂プリプレグ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G060 AA10 AA20 AE01 AF07 EA03 EB03 EB07 KA13 4F100 AB31A AB33A BA03 BA06 BA08 BA10B BA10C BA13 DH02B DH02C GB07 GB31 JL15A
Claims (4)
- 【請求項１】常温で歪みが与えられた形状記憶合金箔を
繊維強化樹脂層の間に配置したことを特徴とする複合
材。 - 【請求項２】形状記憶合金箔と繊維強化樹脂層とが交互
に積層され、各形状記憶合金箔は常温で異なる歪みが与
えられていることを特徴とする複合材。 - 【請求項３】常温で与えられる歪みの大きさにより分別
される２種類の形状記憶合金箔と繊維強化樹脂層とが交
互に積層されかつ２種類の形状記憶合金箔が交互に配置
されることを特徴とする請求項１に記載のの複合材。 - 【請求項４】常温で異なる歪みを与えた形状記憶合金箔
を繊維強化樹脂層の間に配置した複合材を設け、この複
合材の各形状記憶合金箔に微弱電流を流して形状記憶合
金箔の抵抗変化をモニターし、複合材の損傷部位をモニ
ターした形状記憶合金箔の抵抗変化により検知し、検知
した複合材の損傷部位に対応する形状記憶合金箔に通電
し、複合材の損傷部位を加熱で形状が変化する形状記憶
合金箔により圧縮力またはせん断応力を発生させ、複合
材の損傷部位の損傷を制御することを特徴とする複合材
の損傷制御方法。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| JP14972199A JP4338823B2 (ja) | 1999-05-28 | 1999-05-28 | 複合材の損傷制御方法 |
| US09/579,806 US6655218B1 (en) | 1999-05-28 | 2000-05-26 | Composite material and method of controlling damage thereto and damage sensor |
| US10/638,697 US6896961B2 (en) | 1999-05-28 | 2003-08-07 | Composite material and method of controlling damage thereto and damage sensor |
| US10/641,940 US6986286B2 (en) | 1999-05-28 | 2003-08-16 | Composite material and method of controlling damage thereto and damage sensor |
| US11/179,760 US7082837B2 (en) | 1999-05-28 | 2005-07-12 | Composite material and method of controlling damage thereto and damage sensor |
| US11/449,298 US7296477B2 (en) | 1999-05-28 | 2006-06-08 | Composite material and method of controlling damage thereto and damage sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14972199A JP4338823B2 (ja) | 1999-05-28 | 1999-05-28 | 複合材の損傷制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000334888A true JP2000334888A (ja) | 2000-12-05 |
| JP4338823B2 JP4338823B2 (ja) | 2009-10-07 |
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ID=15481373
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
| JP (1) | JP4338823B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2002225166A (ja) * | 2001-01-29 | 2002-08-14 | Fuji Heavy Ind Ltd | 複合材および複合材の損傷制御方法 |
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| KR100980635B1 (ko) | 2008-08-07 | 2010-09-07 | 한국항공우주연구원 | 형상기억 합금을 이용한 진동 및 충격 저감용 복합재구조물 및 그 제조방법 |
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| JP2017533110A (ja) * | 2014-09-04 | 2017-11-09 | ティッセンクルップ スチール ヨーロッパ アクチェンゲゼルシャフトＴｈｙｓｓｅｎＫｒｕｐｐ Ｓｔｅｅｌ Ｅｕｒｏｐｅ ＡＧ | 複数層複合材料、製造方法、および金属形状記憶材料を有する半製品 |
| CN108162538A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-06-15 | 江苏新光镭射包装材料股份有限公司 | 一种形状记忆镭射膜及其生产方法 |
| CN113183565A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-07-30 | 河南工业大学 | 一种高速列车用碳纤维增强型滑动集电材料的制备方法 |
| US11359658B2 (en) | 2014-12-22 | 2022-06-14 | Leibniz-Institut Für Neue Materialien Gemeinnützige Gmbh | Structured surface with adhesion switchable in stages |
-
1999
- 1999-05-28 JP JP14972199A patent/JP4338823B2/ja not_active Expired - Fee Related
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