九州大学 研究者情報
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WANG WENXUE(わん うえんしゆえ) データ更新日:2019.04.16



主な研究テーマ
省エネルギー完全自己適合型鍔つきディフューザー風車に関する研究
キーワード:Wind turbine, energy-saving, self-adapative flanged diffuser
2013.01.
自動車の軽量化に関する研究
キーワード:CFRP, energy-saving, automobile
2010.04.
高強度UACSの創出と熱応力緩和型CFRP/金属ハイブリッド材への応用
キーワード:Short fiber reinforced plastic, UACS、CFRP/metal、composites
2010.04.
風力発電システム構造及び材料についての研究
キーワード:風力発電システム、アダプティブ風車ブレード、風車タワー、構造強度、複合材料
2009.12.
応力発光材料による構造物の安全診断システムについての研究
キーワード:応力発光材料、応力分布の測定、構造物の安全診断
2005.04.
ナノ複合材料
キーワード:カーボンナノチューブ、ナノ複合材料
2007.05.
深海耐圧容器の開発研究
キーワード:深海、耐圧容器、複合材料
2005.04.
メッシュレス数値計算方法についての研究
キーワード:メッシュレス、数値計算方法、アイソパラメトリック補間法、有限点計算法
2002.04.
炭素繊維強化アルミ合金複合材料積層板についての研究
キーワード:CFRP、アルミ合金、繊維強化金属積層板、電気化学腐食、ナノ複合材料膜
2002.04.
C/C及び金属含浸Cu-C/CとSi-C/C複合材料に関する研究
キーワード:C/C複合材料、金属含浸C/C、摩擦、磨耗、力学特性
2000.04.
複合材料積層板の層間破壊についての研究
キーワード:複合材料、層間破壊、破壊力学、層間強化、温度環境
2000.04.
従事しているプロジェクト研究
中型風レンズ風車の開発
2013.01, 代表者:大屋 裕二, 九州大学, 九州大学
 本プロジェクトは、大型風レンズ風車の開発の1ステップとして、350kWの風レンズ風車を開発し、その空気力学特性および構造力学特性を明らかにし、大型風レンズ風車の構造設計指針を確立すると目的とする。.
九大100周年記念(実質)100kW風レンズ風力発電システム構造に関する研究
2010.04~2011.03, 代表者:汪 文学, 九州大学, 九州大学
 九州大学100周年記念事業として、伊都キャンパスに2機の実質100kW風レンズ風車を開発するプロジェクトがスタットした。今まで5kWの風レンズ風車しか開発していないので、100kW風レンズ風車の開発は大きなチャレンジである。風レンズは風を集めると共に、大きな風負荷を受けることになる。そのため、風レンズ風車に適した風車の構造・材料設計及び強度評価が必要である。1年間の構造解析や材料評価に関する研究で、20011年3月に2機の実質100kW風レンズ風車が伊都キャンパスに設置できた。10m/s程度の風のとき、発電量が100kWに達していたことも確認された。.
一方向SGCNT/epoxy複合材料に関する研究(フェーズ1)
2011.04, 代表者:汪 文学, 九州大学, 九州大学
 本研究の目的は、高導電率、高熱伝導率、高強度、高剛性を備える先進的な一方向CNT/epoxy複合材料の作製技術を開発することである。.
風力発電システムの構造への複合材料の応用
2010.04, 代表者:汪 文学, 九州大学, 九州大学
 本研究は、風力発電システムの材料・構造問題、アダプティブブレードを含む高機能風車構造体の開発、大型CFRP風車構造特性,風車のOffshore展開に関する研究を行う。当面の課題として、100kWの風レンズ風車の構造及びアダプティブブレードについての研究を行っている。.
高強度UACSの創出と熱応力緩和型CFRP/金属ハイブリッド材への応用
2010.04, 代表者:汪 文学, 九州大学, 九州大学
 本研究は、一方向連続炭素繊維強化プラスチック(CFRP)のプリプレグに繊維方向と±角を成す互い違いの切り込み(図2中の白い線)を導入した一方向に配列したチョップドストランド(Unidirectionally Arrayed Chopped Stands (UACS))成形材を新しく提案し、チョップドストランドのアスペクト比(=a/b)と切り込み角による複合材の力学特性、熱変形及び流動性への影響についての実験及び数値解析の研究を行い、高強度、高剛性及び流動性に優れたUACSの設計指針を確立すると共に、チョップドストランドのアスペクト比と切り込み角を制御することにより、常用金属の熱変形にマッチした高強度UACSを創出し、更にこれを利用した熱残留応力緩和に優れたCFRP/金属ハイブリッド材を開発することを目的とする。.
九州大学&東北大学 大学間連携プロジェクト「生体-バイオマテリアル高機能インターフェイス科学推進事業」
2007.04, 代表者:応用力学研究所所長, 九州大学, 東北大学(日本)、九州大学(日本)
生体は内的にも外的にも,生物学的環境のみならず力学的環境下にもあり,これらの環境が第一義的な要因として生体およびバイオマテリアルの能力を規定している.このため,高機能を具備したバイオマテリアルの開発は,従来の個別学問領域の事業では達成できない.生体生体組織とバイオマテリアルが出会うインターフェイスにおけるメカニズムの研究は,マテリアルサイエンス,生体-バイオマテリアルインターフェイスにおける生物学,そして応用力学が関連する学際領域に位置するものであり,各分野において先導的役割を担っている研究機関の有機的連携が必要が必要である.これら異なった研究機関の研究者が結集して解明し,連携研究として廃初めて成し遂げられるものである.
 本事業の目的は,大学間連携研究を推進することによって,連携組織それぞれの固有の優れたアイデアを結集し,自己組織化能,生体応答制御能,および力学適応能の3つの機能を有する生体-バイオマテリアル高機能インターフェイスを創製することである..
異常診断ソリュージョン
2006.10, 代表者:汪 文学, 九州大学, (独)科学技術振興機構
応力発光センサデバイスの出力と複雑な応力分布との定量的な対応関係を解析するソフトウェアを開発する。応力発光データから、構造診断に必要なデータを適切に抽出することが必要である。特に、応力成分と応力発光、歪エネルギーと発光の関係の数値解明、データ解析を基にした応力異常逆問題解析、疲労亀裂先端における発光特性の解析・評価による破壊予知への応用などをおこなう。.
深海耐圧容器用新素材の開発研究
2005.06, 代表者:汪 文学, 九州大学応用力学研究所, 九州大学
本研究は金属/CFRP(炭素繊維強化プラスチック)ハイブリッド新素材による深海耐圧容器の開発を目的とする。具体的には、耐圧深度1.1万メートル,耐用年数20〜25年、チタン合金に対して比強度30%増の耐圧容器用金属/CFRP(炭素繊維強化プラスチック)ハイブリッド複合材を開発する。.
複合膜による耐食性炭素繊維—アルミ合金積層複合材料の開発研究
2004.04, 代表者:汪 文学, 九州大学, 九州大学
 本研究は、CFRPとアルミ合金の接触に起因するガルバニック腐食問題に焦点を当て、複合膜による耐食性CFRMLsの開発を目的とする。具体的には、
1)硫酸法による陽極酸化法をベースに、アルミ合金(本研究は2024-T3を用いる。)の陽極酸化膜のナノサイズ空孔にアルミ合金よりCFRPの自然電位に近い金属イオンを封入する特殊な封孔処理プロセスを確立する。
2)ゾル-ゲル法を用い、陽極酸化膜上にナノ粒子強化有機—無機ハイブリッド膜をコーティングする最適条件を確立する。
3)複合膜を有するアルミ合金シードをCFRPと一体成形するプロセスを確立する。
4)最後に、ガルバニック腐食及び力学性能の検証実験のを行い、実験室レベルでのガルバニック腐食に強いCFRMLsを実現する。.
C/C及び金属含浸Cu-C/C,Si-C/C複合材料についての研究
2000.04~2002.03, 代表者:高雄 善裕, 九州大学応用力学研究所, 日本
航空・宇宙機器等の過酷な熱環境に耐える構造材料として、軽量かつ高温に強いC/C複合材料やセラミックス系の複合材料などの開発は多くの研究者や材料メーカーから注目されている。C/C複合材料はその高い熱衝撃抵抗性と高温強度(3000℃まで強度の低下がすくない)からロケットのノズル、スペースシャトルのリーディングエッジ、航空機のブレーキなどに利用されている。一方、その製造コストが高いことや耐高温酸化性に劣ることが欠点とされている。また、C/C以外のセラミックス系複合材料では、耐衝撃性と加工性の改善は大きな研究課題となっている。そのような問題点を改善するため、1980年代末ごろから、金属Si含浸C/C複合材料の開発が進められてきた。金属含浸C/C複合材料の開発により、製造プロセスが簡単な低コストの各種極高温複合材料の開発が可能となった。特に、金属含浸C/C-Si複合材料は、Siを含浸されることにより、材料の耐摩耗性や耐酸化性が期待される。
本研究は、C/C及び金属含浸Cu-C/CとSi-C/C複合材料の空気及び真空中における摩擦・磨耗特性、引張強度特性、破壊靭性などについて多くの知見を得た。現在、共同研究が完了されているが、本研究室は引き続きその疲労特性についての実験研究を行っている。.
研究業績
主要著書
1. WANG WENXUE, 炭素繊維製造・応用技術の最前線:風力発電, シーエムシー出版, 風力発電, (炭素繊維製造・応用技術の最前線、前田 豊監修),pp.242-247, シーエムシー出版, 東京,2013., 2013.06, 近年、世界の経済発展、特に新興国の目覚しい経済発展に伴い、石炭や石油などの化石燃料の需要が急増しているため、化石燃料の価額が高騰している。また、石炭や石油などの化石燃料の使用過程に放出された二酸化炭素が大量に大気中に滞留し、気候の変動や空気汚染など地球環境に深刻な影響を与えている。更に、2011年3月11日の大地震・津波による福島原発事故以来、原子力発電の安全性についての関心が高まり、原子力発電に依存しないエネルギー政策への社会の要請が益々高くなってきた。エネルギーは、人類社会の発展に欠かせない動力源であるが、その使い方によって人類の生存環境を危うくすることも明らかである。従って、経済発展を計ると共に地球環境と共存できる、化石燃料と原子力以外の、再生可能なエネルギーが求められている。このため、世界各国は、太陽光、風力、地熱、水力などの再生可能な自然エネルギーの開発と利用を積極的に進めている。特に、2000年以降、欧州、米国及び中国では、風力発電の能力は急速に増加してきている。米国では2030年までに風力エネルギーは全体のエネルギーの20%を占める政策を打ち出している。図11) に全世界1996年から2011年まで年別に導入した風力発電設備の容量を示す。2009年のリーマンショックによる経済危機で増加の速度は遅くなっていたが、2011年から回復の基調が見えた。図21)に全世界1996年から2011年までの累積風力発電設備の容量を示す。年年増加していることが明らかである。図3 1) に欧州、イギリス、米国、中国及び日本の累積風力発電設備の容量を示す。欧州、米国、中国の風力発電の発展振りが伺われる。それに比べ、2011年までの日本では、設置された風力発電機は約1870基、総容量は約2.55GWである2)。それは世界の風力発電総容量の1%余りで、世界の発展に遅れている。大型風力発電機は数万個の部品を要する装置で、その発展は裾野の広い産業に雇用と発展をもたらす効果がある。従って、日本における風力発電をもっと積極的に推進していくべきであり、本学の応用力学研究所新エネルギー力学部門はその一役を担って行きたい。.
2. 汪 文学,李 晨姝,今井 佑介、徐 超男, 応力発光による構造体診断技術:2.2 き裂進展に関する破壊予知, 株式会社 エヌ・ティー・エス, 応力発光による構造体診断技術(Edited by CN Xu et al.)株式会社 エヌ・ティー・エス、pp. 185-191(2012)., 2012.08, 偶発的な災害(地震や爆発など)による設計条件を越える負荷を受けたときの構造物の破損または破壊の事故を除けば、構造物の破損・破壊の大半は主要構造部材に発生した亀裂の進展に起因している。従って、構造物の安全維持管理において、亀裂を早期に検出し、その進展を防ぐ措置を適切に取れば、構造物の破損または破壊に繋がる大きな事故は未然に防ぐことが可能である。そのため、亀裂の早期検出とその進展に関する破壊予知が重要な役割を担う。構造物に発生した亀裂の検出には、様々な方法が利用されている。例えば、放射線(X線、ガンマ線)、超音波、エディーカレント、磁気、アコースティック・エミッション(AE)、サーモグラフィなどの方法が良く知られている。これらの方法は構造物の表面や内部に存在する欠陥の検出に有効であるが、その検出の情報から亀裂の進展を診断するには不十分である。また、多くの方法は複雑な計測システムを要求しており、大きな構造物の現場では利用し難いまたはコストが高い。
一方、亀裂の進展を診断する手法として、数値解析方法も参考のためによく利用しているが、実構造物の複雑な荷重条件や境界条件などを確実に再現することは極めて困難であるので、実構造物の亀裂近傍の応力場を実測することは一番信頼できる手法である。亀裂近傍の応力状態が測定できれば、構造部材の強度設計基準及び破壊力学に基づいて亀裂の進展を診断できる。現場での応力測定によく利用されている有効な方法として、ひずみゲージとクラックゲージによる計測法や光ファイバーによる計測法などが挙げられる。これらの方法は点または線的な情報しか計測できないので、亀裂と荷重方向が既知のときには有効であるが、欠陥の箇所が未知の場合では、大きな構造物を診断するためには、膨大な数のセンサーや計測装置が必要となる。従って、亀裂の検出及びその進展に伴う破壊の予知を同時にできる、簡易かつ正確な計測方法が求められている。
上述の社会の要請にこたえるため、産業技術総合研究所の徐(1)が開発した応力発光材料を利用した構造物の安全診断システムの研究は(独)科学技術振興機構「戦略的創造研究推進事業CRESTプロジェクト」の一環として平成18年度―23年度実施されてきている(研究代表者:徐 超男)。応力発光材料は、小さな弾性変形でも裸眼で見える光を出す特性を持つセラミックスである。その光の強度が変形に比例し、光の分布が変形場、即ち応力場に対応している。カメラで光の分布を記録すれば、応力場が得られるので、従来の計測方法に比べ、簡易かつ直接に大面積の応力場が得られる(2-8)。本文は応力発光材料を用いて開発した応力発光センサーによる亀裂進展に関する破壊予知の応用について紹介する。
.
3. 汪 文学, 新材料概論(第22章), 冶金出版社(中国), (Edited by Y. Tan and J.F. Li)北京、pp. 352-360(2004)., 2004.03.
4. 汪 文学, 高分子基複合材料(Advanced Composite Materialsー第1章), 機械工業出版社(中国), (魯云等編集)、北京、pp. 1-67,(2004), 2004.01.
主要原著論文
1. Mazlina Mohd Tahir, Wen-Xue Wang, Terutake Matsubara, Failure Behavior of Quasi-Isotropic Carbon Fiber Reinforced Polyamide Composites under Tension, Advanced Composite Materials, doi.org/10.1080/09243046.2017.1405605 (2017)., doi.org/10.1080/09243046.2017.1405605, 1-15, Volume 27, (2018) 484-497, 2017.10, In this paper, the microscopic failure behavior of quasi-isotropic carbon fiberreinforced
polyamide-6 (CF/PA6) laminates under tension was investigated experimentally.
Laminates of two layups, namely [45°/0°/−45°/ 90°]s and [45°/0°/−45°/
90°]2s, were made from CF/PA6 tapes of two different manufacturers and then subjected
to tensile testing. Crack initiation and progression on the polished free edge
of specimens were examined using optical microscopy, under several load levels.
Crack growth behavior through the specimen width was also traced by observing
the crack configurations in different sections in the specimen width direction. The
effects of the spatial distribution of fiber on the microscopic damage events were
elucidated. The difference in failure behavior between the present CF/PA6 laminates
and conventional thermosetting CF/Epoxy laminate is discussed..
2. Hang Li, Wen-Xue Wang, Terutake Matsubara, Jia Xue, Dongmei Luo, Effects of specimen width on the tensile strength of aligned short-carbon-fiber reinforced epoxy composite laminates, Proceedings of 20th International Conference on Composite Materials (ICCM20), 1-9, 2015.07.
3. Junfeng Hu, Wen-Xue Wang, Upgrading a Shrouded Wind Turbine with a Self-Adaptive Flanged Diffuser, Energies, 2015, 8(6), 5319-5337; doi:10.3390/en8065319, 2015.06.
4. Jia Xue, Wen-Xue Wang, Junfeng Hu, Jia-Zhen Zhang, Su-Jun Wu, Influence of fiber length on the tensile behavior of fiber metal laminates with discontinuous reinforcement, Journal of Reinforced Plastics and Composites, vol. 34(20), (2015) pp. 1651-1661. , 2015.10.
5. Wen-Xue Wang, T. Matsubara, Y Takao, K. Yasuda, R. Hayashi, Effects of curing conditions on the short time co-cure of CFRP-steel hybrid laminates, Journal of Reinforced Plastics and Composites, 34 (10) (2015.5) pp. 819-829., 2015.05.
6. Jia Xue, Wen-Xue Wang, Jia-Zhen Zhang, Su-Jun Wu, Progressive failure analysis of the fiber metal laminates based on chopped carbon fiber strands, Journal of Reinforced Plastics and Composites, 34 (5) (2015.3) pp. 364-376., 2015.03, In this study, we propose a new fiber metal laminate based on unidirectionally arrayed chopped strand (UACS) reinforced aluminum sheets, referred to as UACS/Al laminate. UACS is made by introducing slits into unidirectional carbon fiber reinforced olastic (CFRP) prepreg. Due to the presence of discontinuous fibers, the microstructure of the UACS/Al laminate is much more complicated than conventional fiber metal laminate, which also results in a failure progression that is more complicated. Tensile failure of the UACS/Al laminate might occur as combination of intra-laminar damage at the slits, inter-laminar damage at the interfaces, in-ply damage of the CFRP and plastic deformation of the aluminum plies. Fabrication and tensile tests of UACS/Al laminate specimens were performed. A two-dimensional finite element model was developed with intra-laminar cohesive elements inserted into the slits of the UACS plies and with inter-laminar cohesive elements inserted into the interfaces between all laminas in the modelled UACS/Al laminates. A numerical study is conducted to investigate the influence of the shape of the cohesive laws on the FEA predictions. The combined experimental and numerical studies provide a detailed understanding of the failure progression of UACS/Al laminates under tensile load..
7. WANG WENXUE, 松原 監壮, 小田原 悟, 大屋 裕二, 烏谷 隆, シュラウド型風車のCFRPブレードの動的力学挙動に及ぼす鍔付きディフューザーの影響, 日本風力エネルギー学会, 38巻4号(通巻第112号),pp. 98-104,(2015.02), 2015.02, Wind tunnel experiment was conducted to investigate the influence of the flanged diffuser on the dynamic behavior of the blade of a 3kW wind turbine shrouded with a flanged diffuser. Three wind velocities (6.9 m/s to 11.6 m/s) and three different yawing angles (0-degree to 30-degree) were tested to investigate the effects of the flanged diffuser and the yawing angle on the dynamic behavior of blade. Three blades were fabricated by the skin of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) and Piocelan core. The blade rotation speed and the dynamic strain at the blade were measured under the conditions with and without the flanged diffuser. Two telemeter systems of transmitter and receiver were used in the measurement of the dynamic strains at the rotating blade. Experimental results reveal that the rotation speed and the dynamic strain at the blade of the wind turbine with the flanged diffuser are much higher than those without the flanged diffuser. On the other hand, the rotation speed and the dynamic strain at the blade decrease as the yawing angle increases. Furthermore, the influence of the flanged diffuser on the variation of the tensile strain within one rotation is relatively slight. The CFRP blade is available for small wind turbine with relatively high rotation speed to reduce the centrifugal force..
8. Jia Xue, Wen-Xue Wang, Jia-Zhen Zhang, Su-Jun Wu, Hang Li, Experimental and numerical study on the tensile behaviour of UACS/Al fibre metal laminate, Appl Compos Mater, DOI 10.1007/s10443-014-9419-y, 2014.12, A new fibre metal laminate fabricated with aluminium sheets and unidirectionally
arrayed chopped strand (UACS) plies is proposed. The UACS ply is made by cutting parallel
slits into a unidirectional carbon fibre prepreg. The UACS/Al laminate may be viewed as
aluminium laminate reinforced by highly aligned, discontinuous carbon fibres. The tensile
behaviour of UACS/Al laminate, including thermal residual stress and failure progression, is
investigated through experiments and numerical simulation. Finite element analysis was used
to simulate the onset and propagation of intra-laminar fractures occurring within slits of the
UACS plies and delamination along the interfaces. The finite element models feature intralaminar
cohesive elements inserted into the slits and inter-laminar cohesive elements inserted
at the interfaces. Good agreement are obtained between experimental results and finite element
analysis, and certain limitations of the finite element models are observed and discussed. The
combined experimental and numerical studies provide a detailed understanding of the tensile
behaviour of UACS/Al laminates..
9. Wen-Xue Wang, T. Matsubara, Y. Takao, K. Yasuda, R. Hayashi, Effects of adhesive conditions on the interlaminar shear strength of CFRP/stell hybrid laminate, Proceedings of The 11th China-Japan Joint Conference on Composite Materials, 1-6, 2014.10, In this paper, effects of adhesive conditions and cure pressure on the interlaminar shear strength of CFRP/steel hybrid laminate are investigated experimentally. The adhesive conditions include the surface treatment of metal layer, with or without an adhesive film, and types of adhesive films. Three cure pressures and three kinds of adhesive films are used in the fabrication of CFRP/steel hybrid laminates. Experimental results reveal significant effects of adhesive conditions and pressure on the interlaminar shear strength..
10. Hang Li, Wen-Xue Wang, Terutake Matsubara, Dongmei Luo, Jia Xue, Damage Progression Analysis of Newly Designed Unidirectionally Arrayed Chopped Strands Laminates, Proceedings of The 9th Asian-Australasian Conference on Composite Materials (ACCM-9), 1-6, 2014.10, In this study, the damage progression analysis of unidirectionally arrayed chopped strands (UACS) laminates with current continuous slit distribution and two types of newly designed discontinuous slit distributions under tension are simulated based on a multiscale analysis. The multiscale analysis includes a homogenization analysis and a damage progression analysis. The elastic constants of the UACS laminas used in the macroscopic region are obtained from the homogenization analysis. Cohesive interface element and maximum stress criterion are employed for the simulation of the progression of delamination and other failure modes in the laminates, respectively. The results of damage progression analysis reveal that the intersection areas of slits in 0° ply and adjacent plies appear initial delamination in all cases of UACS laminates. The ends of discontinuous slits inhibit the delamination development efficiently which result that comparing with continuous slit pattern, newly designed patterns UACS laminates perform large level of strength.
11. Wen-Xue Wang, Jun-Feng Hu, Terutake Matsubara, An approximate method for the fluid-structure coupling analysis of a flexible plate normal to the fluid flow, World Renewable Energy Congress 13 (WREC-XIII), 1-7, 2014.08, This paper aims to develop an approximate analysis method for the evaluation of the averaged pressure acting on a flexible plate normal to the wind flow. The average pressure is defined by the total normal force acting on the deformed plate divided by the area of the plate. The total normal force depends on the wind velocity and deformation of the plate. A theoretical formulation is proposed to describe the relationship between the normal drag coefficient of a curved rigid-plate and the configuration of the plate. Based on this relationship, an approximate method using only the iteration of structure mechanics analysis is constructed to evaluate the deformation of a flexible plate and the averaged wind pressure acting on the plate, instead of conventional complex iterations of fluid-structure coupling analysis. Computational simulations for 2-dimensional and 3-dimensional models of flexible plates are performed for various wind velocities. Numerical results of the averaged wind pressure obtained from the approximate method agree well with those obtained from the fluid dynamics analysis of rigid-plates with the same configurations which are determined from the iterative analysis of structure mechanics. .
12. Wen-Xue Wang, Terutake Matsubara, Satoru Odawara, Yuji Ohya, Takashi Karasudani, Effects of the flanged diffuser on the dynamic behavior of CFRP blade of a shrouded wind turbine, Great Renewable Energy 2014 International Conference, 1-4, 2014.08, Wind tunnel experiments are conducted to investigate the influence of the flanged diffuser on the dynamic behavior of the blade, fabricated by the skin of carbon fiber reinforced plastic and core, of a 3kW wind turbine shrouded with a flanged diffuser. Three wind velocities (6.9 m/s to 11.6 m/s) and three different yawing angles (0-degree to 30-degree) are tested to investigate the effects of the interactions of the flanged diffuser and the yawing angle on the blade. The rotation speed and the dynamic strain of the blade are measured under the conditions with and without the flanged diffuser. Two telemeter systems of transmitter and receiver are used in the measurement of the dynamic strains of the rotating blade. The mechanical tests of the blade and the skin of the blade are also performed to obtain basic data for the estimation of the strength of the blade. Experimental results reveal that the rotation speed and the dynamic strain of the blade of the wind turbine with flanged diffuser are much higher than those without flanged diffuser, as predicted by the previous aerodynamic research. On the other hand, the rotation speed and the dynamic strain of the blade decrease with the yawing angle increases. Furthermore, the influence of the flanged diffuser on the variation of the tensile strain within one rotation is relatively slight. The carbon fiber reinforced plastic is available for small wind turbine with relatively high rotation speed to reduce the centrifugal load applied to the blade..
13. 李 航, WENXUE WANG, 松原 監壮, Multiscale analysis of damage progression in newly designed UACS laminates, Composites: Part A , http://dx.doi.org/10.1016/j.compositesa.2013.11.003, 57, 108-117, 57 (2014) 108–117., 2014.02, In this paper, the damage progression in laminates fabricated by unidirectionally arrayed chopped strands (UACS) with newly designed slit distribution patterns under tension is simulated based on a multiscale analysis. The multiscale analysis includes a homogenization analysis and a hybrid modeling of partial microscopic region combined with a partial macroscopic region. The homogenization analysis is employed to calculate the elastic constants of the laminas used in the macroscopic modeling. The silt distribution patterns are exactly modeled in the microscopic region. Cohesive interface element and maximum stress criterion are employed for the simulation of the progression of delamination and other failures in the laminates, respectively. .
14. Wen-Xue Wang, Hang Li, Yoshihiro Takao, Terutake Matsubara, New unidirectionally arrayed chopped strands composites by introducing discontinuous angled slits into prepreg, Proceedings of 15th European Conference on Composite Materials, Proceedings of 15th European Conference on Composite Materials, Venice, Italy, 24-28 June, Paper ID 1467 pp. 1-8 (2012)., 2012.06.
15. Z.X. Chen, W.X. Wang, Y. Takao, T. Matsubara and L.M. Ren, Changes in surface characteristics of anodized titanium arising from water immersion, 粉体および粉末冶金, 粉体および粉末冶金,,Vol.59, No.7 pp. 415-420 (2012.7), 2012.07, Titanium surface is usually modified using a spark anodizing technique for biomedical application, and the resultant anodic TiO2 layer on the surface plays a crucial role in promoting the favorable biologic response. However, despite the fundamental importance of anodic TiO2 layer, little is known about its long-term stability or changes in vivo. In this study, as a first step to elucidate the surface changes of anodized titanium in vivo, changes in surface characteristics of anodic TiO2 layer arising from water immersion at 37 oC were investigated. It was found that after water immersion for 1 week, numerous nanoparticles emerged on the surface of anodized titanium fabricated at a voltage of 200 V, and with the further increasing of immersion time, more nanopartiles formed and interconnected with each other, resulting in a nanostructured surface layer. Transmission electron microscopy investigation of anodic TiO2 layer before and after water immersion indicated that water immersion transformed the originally amorphous TiO2 layer into crystalline anatase gradually, and the lap-shear test of oxide layers demonstrated the decreased shear strength with water immersion. In addition, it was found that the increased anodization voltage led to the anodic TiO2 layer with better stability..
16. Noriyoshi Hirano, W.X. Wang, Y. Takao, The Effect of temperature on Bearing Strength of CFRP Bolted Joint with Washer Constraining , Reports of Research Institute for Appplied Mechanics, Kyushu University, 142, 21-27, Reports of Research Institute for Appplied Mechanics, Kyushu University No.142, 21-27 (2012), 2012.03, Bolted joint bearing tests are conducted at room temperatureand at high and low temperatures for CF/epoxy quasi-isotropic
laminates cured at 180C with two stacking sequences, namely, [0/45/45/90]3S and
[90/45/45/0]3S. Then, the evolution of microscopic damage as a function of load
is examined by using an optical microscope. This article presents an original set of
experimental data on the bearing strength of CF/epoxy pinned joints at high and low
temperatures, as well as room temperature, while the previous studies did not cover
the wide range of temperatures. Moreover, a technique for dynamically monitoring
the load is developed to obtain the damage at the maximum load. The critical
damage has not been distinguished from the secondary ones in the previous
literature. .
17. Z.X. Chen, W.X. Wang, Y. Takao, T. Matsubara, L.M. Ren, Surface characteristics and indentation deformation of porous anodic TiO2 layer before and after hot water treatment, Rare Metal Materials and Engineering, Rare Metal Materials and Engineering, 41(S1), pp. 38-42 (2012)., 2012.02.
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主要総説, 論評, 解説, 書評, 報告書等
1. 汪 文学、徐 超男・安達芳雄・寺崎 正・今井 祐介・上野直広, 応力発光材料による構造物の安全診断システム, 検査技術、第15巻第9号, 1-7(2010)., 応力発光材料は、小さな弾性変形でも裸眼で見える光を出す機能材料で、その発光強度が変形に比例し、光の分布がひずみ場に対応している。本文は応力発光材料による応力分布の測定及び構造物の安全診断への応用について概説する。, 2010.09.
主要学会発表等
1. WENXUE WANG, Terutake Matsubara, Jun-Feng Hu, An approximate method for the fluid-structure coupling analysis of a flexible plate normal to the fluid flow, WORLD RENEWABLE ENERGY CONGRESS 13- WREC XIII, 2014.08, This paper aims to develop an approximate analysis method for the evaluation of the averaged pressure acting on a flexible plate normal to the wind flow. The average pressure is defined by the total normal force acting on the deformed plate divided by the area of the plate. The total normal force depends on the wind velocity and deformation of the plate. A theoretical formulation is proposed to describe the relationship between the normal drag coefficient of a curved rigid-plate and the configuration of the plate. Based on this relationship, an approximate method using only the iteration of structure mechanics analysis is constructed to evaluate the deformation of a flexible plate and the averaged wind pressure acting on the plate, instead of conventional complex iterations of fluid-structure coupling analysis. Computational simulations for 2-dimensional and 3-dimensional models of flexible plates are performed for various wind velocities. Numerical results of the averaged wind pressure obtained from the approximate method agree well with those obtained from the fluid dynamics analysis of rigid-plates with the same configurations which are determined from the iterative analysis of structure mechanics. .
2. 松原 監壮, WANG WENXUE, 高雄 善裕, 安田 賢三, 林良輔, 熱衝撃疲労によるCFRP/金属ハイブリッド積層板の層間せん断強度への影響, 第5回日本複合材料会議(JCCM-5), 2014.03.
3. WANG WENXUE, 高強度・高剛性・高流動性短繊維強化複合材料-UACSについて, 日本材料学会複合材料部門委員会第238回定例委員会講演会, 2013.12.
4. 室本権三, WANG WENXUE, 松原 監壮, 配列のチョップドストランドを有するCFRPの曲げ特性に関する研究, 日本航空宇宙学会西部支部講演会2013, 2013.11.
5. Hang Li, WANG WENXUE, 松原 監壮, Damage Progress in Newly Designed UACS Laminates, 第9回日韓複合材料ジョイントシンポジウム, 2013.09.
6. 松原 監壮, WANG WENXUE, 高雄 善裕, 安田 賢三, 林良輔, 熱衝撃疲労によるCFRP/金属ハイブリッド積層板接合強度への影響, 38回複合材料シンポジウム, 2013.09.
7. 松原 監壮, WANG WENXUE, 高雄 善裕, 安田 賢三, 林良輔, Effects of the cure pressure on the interlaminar shear strength of CFRP-steel hybrid laminate cured by hot pressing for a short time, THE 19TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPOSITE MATERIALS (ICCM-19), 2013.07.
8. Hang Li, WANG WENXUE, 松原 監壮, Damage Progression in Unidirectionally Arrayed Chopped Strands Laminates with Different Slit Patterns under Tension, 2013 International Conference on material Sciences and Technology (MST-S), 2013.05.
9. 松原 監壮, WANG WENXUE, 高雄 善裕, 安田 賢三, 林良輔, 圧力及び接着フィルムによるCFRP/Steelハイブリッド積層板の層間せん断強度への影響, 第4回日本複合材料合同会議, 2013.03.
10. 伊藤好彦、汪文学、高雄善裕、松原監壮, 交流電場を用いたカーボンナノチューブ/エポキシ複合材料の配向制御, 日本航空宇宙学会西部支部講演会(2008), 2008.11.
11. W.X. WANG, T. Matsubara, Y.TAKAO, Y. IMAI and C.N. XU, Smart Strain Sensor Using SrAl2O4:Eu/Polymer Composite Film, The 8th China-Japan Joint Conference on Composite Materials, 2008.10.
12. 伊藤好彦、汪文学、高雄善裕、松原監壮, 交流電場を用いたカーボンナノチューブ/エポキシ複合材料の配向制御, 第33回複合材料シンポジウム, 2008.10.
13. Jia Xue, W.X. Wang, Y. Takao, T. Matsubara, Xu Yuanming, Research on the reduction of thermal residual stress in CFRP/Al laminate, KAIST-Kyushu University Joint Seminar 2008, 2008.09.
14. W.X. Wang, T. Matsubara, Y. Takao, Y. Imai and C.N. Xu, Effects of strain rate on the light intensity of mechanolumininescence strain sensor
, KAIST-Kyushu University Joint Seminar 2008, 2008.09.
15. W.X. Wang, T. Matsubara, Y. Takao,Y. Imai, and C.N. Xu, Visualization of Stress Distribution Using Smart Mechanoluminescence Sensor, The 6th International Forum on Advanced Material Science and Technology, 2008.06.
16. Yuko Harita, Wen-Xue Wang, Yoshihiro Takao, Terutake Matsubara, Shunsuke Baba, Makoto Higashijima, Iwao Kashima , Development of galvanic corrosion resistant carbon fiber aluminum laminates based on nanocomposite coating, The US-Japan Conference on Composite Materials 2008, 2008.06.
17. 汪 文学、高雄 善裕、松原 監壮, ナノウイスカー強化セラミックス義歯の開発, 粉体粉末冶金協会平成19年度秋季大会, 2007.11.
18. Wen-Xue Wang, Yoshihiro Takao, Terutake Matsubara,, Fracture characteristics of C/C and metal infiltrated composite Si-C/C and Cu-C/C, The 6th Korea-Japan Joint Symposium on Composite Materials, 2007.11.
19. Yuko Harita, Yoshihiro Takao, Wen-Xue Wang, Terutake Matsubara, Effects of silica nano-particles on properties of carbon fiber aluminum laminates
, The 6th Korea-Japan Joint Symposium on Composite Materials, 2007.11.
20. Wen-Xue Wang, Makoto Higashijima, Yoshihiro Takao, and Terutake Matsubara, Test methods for evaluating the interlaminar shear strength of CFML, 日本機械学会, 2007.09.
21. 汪 文学、松原 監壮、高雄 善裕、今井 祐介、徐 超男, 応力発光材料による構造の応力分布の評価, 航空宇宙学会, 2007.07.
22. Wen-Xue Wango, Yoshihiro Takao, Terutake Matsubara, Alvanic corrosion-resistant carbon fiber metal laminates, The 16th International Conference on Composite Mateials (ICCM-16), 2007.06.
23. W.X. Wang, Y. Takao, I. Kashima, T. Matsubara, CFRP/Al-FRML Based on Nano-Compoiste Coating and its Mechanical Properties
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24. 鹿島巌, 汪文学,高雄善裕, 松原監壮, CF/Al複合材料の力学特性, 材料学会, 2007.03.
25. 鹿島巌, 汪文学,高雄善裕, 松原監壮, CF/Al複合材料の力学特性, 航空宇宙学会, 2006.11.
特許出願・取得
特許出願件数  4件
特許登録件数  1件
学会活動
所属学会名
粉体粉末冶金協会
日本複合材料学会
日本材料学会
日本航空宇宙学会
学協会役員等への就任
2014.04~2016.03, 日本複合材料学会, 日本複合材料学会西部支部 支部長.
2014.04, 日本複合材料学会, 理事.
2014.04~2016.03, 日本複合材料学会, 日本複合材料学会西部支部支部長.
学会大会・会議・シンポジウム等における役割
2015.07.19~2015.07.24, 20th International Conference on Composite Materials-ICCM20, 座長(Chairmanship).
2014.09.18~2014.09.20, The 11th China-Japan Joint Conference on Composite Materials, 座長(Chairmanship).
2014.09.18~2014.09.19, 第39回複合材料シンポジウム, 座長(Chairmanship).
2013.09.25~2013.09.25, 第9回日韓シンポのプログラム, 座長(Chairmanship).
2012.11.01~2012.11.02, 日本航空宇宙学会西部支部講演会, 座長(Chairmanship).
2012.10.18~2012.10.19, 第37回複合材料シンポジウム, 座長(Chairmanship).
2012.03.07~2012.03.09, 第3回日本複合材料合同会議, 座長(Chairmanship).
2011.11.11~2011.11.12, 応力発光による構造体の新しい診断技術フォーラム2011, 座長(Chairmanship).
2011.11.17~2011.11.17, 日本航空宇宙学会西部支部, 座長(Chairmanship).
2011.03.16~2011.03.18, 第2回 日本複合材料合同会議, 座長(Chairmanship).
2010.03.09~2008.03.11, 第1回 日本複合材料合同会議, 座長(Chairmanship).
2008.11.14~2008.11.14, 日本航空宇宙学会西部支部講演会(2008), 座長(Chairmanship).
2008.10.29~2008.10.29, The 8th China-Japan Joint Comference on Composite Materials, 座長(Chairmanship).
2008.06.12~2008.06.14, The 6th International Forum on Advanced Material Science and Technology (IFAMST 2008) , 座長(Chairmanship).
2007.09.12~2007.09.14, International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2007, 座長(Chairmanship).
2007.07.08~2007.07.13, 16th Internatinal Conference on Composite Materials, , 座長(Chairmanship).
2008.10.29~2008.10.29, The 8th China-Japan Joint Conference on Composite Materials, 2008, Domestic member of Organizing Committee.
2007.09, International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2007, Domestic member of Organizing Committee.
2005.06, The 15th International Conference on Composite Materials (ICCM-15), Member of the Technical Committee of ICCM-15.
学会誌・雑誌・著書の編集への参加状況
2011.04~2012.03, 材料, 国内, 日本材料学会第60期編集委員会査読委員.
2013.04~2014.03, 材料, 国内, 日本材料学会第62期編集委員会査読委員.
2012.04~2013.03, 材料, 国内, 日本材料学会第61期編集委員会査読委員.
2009.04~2010.03, 材料, 国内, 日本材料学会第58期編集委員会査読委員.
2009.01~2009.03, 材料, 国内, 平成20年度学会賞選考委員会.
2008.05, 材料, 国内, 日本材料学会第57期編集委員会査読委員.
2008.01~2008.03, 材料, 国内, 平成19年度学会賞選考委員会.
学術論文等の審査
年度 外国語雑誌査読論文数 日本語雑誌査読論文数 国際会議録査読論文数 国内会議録査読論文数 合計
2018年度    
2017年度    
2016年度    
2015年度    
2014年度      
2013年度    
2012年度    
2011年度    
2010年度    
2009年度    
2008年度    
2007年度  
2006年度      
2005年度      
2004年度    
その他の研究活動
海外渡航状況, 海外での教育研究歴
Xi'an Qujiang International Conference and Exhibition Center, China, 2017.08~2017.08.
Bexco in Busan, Korea, 2016.10~2016.10.
Copenhagen Bella Center, Denmark, 2015.07~2015.07.
Chongchin University, China, 2014.10~2014.10.
Worldhotel Grand Dushulake Suzhou, China, 2014.10~2014.10.
Tianjin University of Commerce, China, 2014.05~2014.05.
Kingstone University, UnitedKingdom, 2014.08~2014.08.
Palais des congres Montreal, Canada, 2013.07~2013.08.
Optic Valley Kingdom Plaza, China, 2013.05~2013.06.
Venice Congress Center, Italy, 2012.06~2012.06.
Xi'an Jiaotong University, China, 2011.05~2011.05.
Bejing Friendship Hotel, China, 2010.10~2010.10.
DONGHUA HOTEL of Hohhot, China, 2010.09~2010.09.
Dalian University of Technology, China, 2010.06~2010.06.
Fushan University, China, 2009.11~2009.11.
KAIST, Korea, 2008.09~2008.09.
The Hong Kong Polytechnic University, China, 2008.06~2008.06.
Puhang University of Science and Technology, Korea, 2007.10~2007.11.
Technical Institute of Physics and Chemistry, Dunhuang, Huazhong University of Science and Technology, China, 2006.08~2007.08.
International Convention Centre, Durban, SouthAfrica, 2005.06~2005.07.
Seoul National University, Korea, 2002.07~2002.07.
San Diego, California, UnitedStatesofAmerica, 2003.07~2003.07.
Beijing, China, 2001.06~2001.06.
Paris France, France, 1999.07~1999.07.
North Carolina State University, UnitedStatesofAmerica, 1996.03~1996.08.
Zhejiang University, China, 1994.10~1994.10.
University of Delaware, UnitedStatesofAmerica, 1994.09~1994.09.
Hong Kong University of Science & Technology, China, 1992.12~1992.12.
Huazhong University of Science and Technology, China, 1988.04~1991.05.
外国人研究者等の受入れ状況
2018.03~2018.09, 1ヶ月以上, National University of Defense Technology, China, 中国政府.
2015.07~2015.08, 2週間以上1ヶ月未満, Zhejiang Sci-Tech University, China, 中国政府.
2012.02~2012.08, 1ヶ月以上, Fushan University, China, 中国政府.
2010.07~2010.08, 2週間未満, Huazhong University of Science and Technology, China, 外国政府・外国研究機関・国際機関.
2008.12~2008.12, 2週間未満, Huazhong University of Science and Technology, China, 外国政府・外国研究機関・国際機関.
2008.10~2008.10, 2週間未満, Korea Institute of Energy Research, Korea, Korea, 外国政府・外国研究機関・国際機関.
2008.07, 1ヶ月以上, 中国科学院金属材料研究所, China, 文部科学省.
2008.07, 1ヶ月以上, 中国科学院金属材料研究所, China, 文部科学省.
2007.02~2007.03, 1ヶ月以上, 西安理工大学, China, 共同研究費.
2005.12~2006.02, 1ヶ月以上, Fushan University, China, 民間企業との共同研究経費.
2004.04~2005.07, 1ヶ月以上, Wuhan University of Science and Technology, China, 民間・財団.
2004.07~2004.07, 2週間未満, University of Califoria, Reverside, UnitedStatesofAmerica, 外国政府・外国研究機関・国際機関.
2003.12~2003.12, 2週間未満, Huazhong University of Science and Technology, China, .
2000.03~2000.03, 2週間未満, Huanzhong University of Science and Technology, China, .
受賞
フェロー, 日本複合材料学会, 2011.05.
表彰状, 九州大学総長, 2007.05.
研究資金
科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)
2010年度~2013年度, 基盤研究(B), 代表, 高強度UACSの創出と熱応力緩和型CFRP/金属ハイブリッド材への応用.
2004年度~2006年度, 基盤研究(C), 代表, 複合膜による耐食性炭素繊維ーアルミ合金積層複合材料の開発研究.
競争的資金(受託研究を含む)の採択状況
2011年度~2011年度, 戦略的創造研究推進事業 (文部科学省), 代表, 異常診断ソリュージョン.
2010年度~2010年度, 戦略的創造研究推進事業 (文部科学省), 代表, 異常診断ソリュージョン.
2009年度~2009年度, 戦略的創造研究推進事業 (文部科学省), 代表, 異常診断ソリュージョン.
2008年度~2008年度, 戦略的創造研究推進事業 (文部科学省), 代表, 異常診断ソリュージョン.
2007年度~2007年度, 戦略的創造研究推進事業 (文部科学省), 代表, 異常診断ソリュージョン.
2006年度~2006年度, 戦略的創造研究推進事業 (文部科学省), 代表, 異常診断ソリュージョン.
2005年度~2005年度, 産業技術研究助成事業 (経済産業省), 分担, 応力発光材料の高品質化生産技術の開発:応力解析及び応力発光材料の評価(分担課題)
(産総研九州センター(代表)および企業との共同申請).
2004年度~2005年度, 産業技術研究助成事業 (経済産業省), 分担, 応力発光材料の高品質化生産技術の開発:複合材料の応力解析及び応力発光材料の評価(分担課題)
(産総研九州センター(代表)および企業との共同申請).
共同研究、受託研究(競争的資金を除く)の受入状況
2011.04~2012.03, 代表, 一方向SGCNT/epoxy複合材料に関する研究(原理・検証フェーズ).
2006.04~2007.03, 代表, 深海耐圧容器用新素材の開発研究.
2005.05~2006.03, 代表, 深海耐圧容器用新素材の開発研究.
寄附金の受入状況
2015年度, 日本発条(株), 自動車部品の軽量化に関する研究.
2014年度, 日本発条(株), 自動車部品の軽量化に関する研究.
2013年度, 日本発条(株), 自動車部品の軽量化に関する研究.
2012年度, 日本発条(株), 自動車部品の軽量化に関する研究.
2011年度, 福岡船用品, 防災発電車の吊り上げ構造解析.
2011年度, ウインドレンズ, 風レンズ風車の構造解析.
2010年度, 福岡船用品(株), 防災発電車両吊り構造の解析.
2009年度, 福岡船用品(株), 防災発電車両吊り構造の解析.
2006年度, 福岡船用品(株), 車両吊りパイプ構造の解析.

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