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Prediction of failure in stress concentartion area of a complicated carbon fiber reinforced plastic part considering the microscopic structure

Research Project

Project/Area Number 17K06063
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Materials/Mechanics of materials
Research InstitutionNihon University

Principal Investigator

UEDA Masahito  日本大学, 理工学部, 准教授 (80434116)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Keywords炭素繊維強化プラスチック / 熱可塑 / ハイサイクル成形 / CFRTP / 炭素繊維 / 熱可塑性樹脂 / プレス成形 / 材料強度 / 熱可塑性 / 複合材料 / 繊維強化プラスチック / CFRP
Outline of Final Research Achievements

Hot press molding of chopped tapes of a unidirectional carbon fiber reinforced thermoplastic (CFRTP) is excellent in the productivity and recyclability. However, the reorientation of the fibers occurs depending on the geometry of the part during molding, and the material properties change locally. In this study, L-shaped specimens were selected as a corner section of the part and fabricated by the hot press molding of the CFRTP chopped tapes. Bending tests of the L-shaped specimens and the numerical simulation were performed. The corner strength of the L-shaped specimen was predicted by the numerical simulation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

炭素繊維強化熱可塑プラスチック(CFRTP)による複雑形状部品のハイサイクル成形においては,これまでの成形法では生じなかった炭素繊維の局所再配向による材料特性変化の課題がある.このようなCFRTPの複雑形状部品の設計において必要となる成形に依存した材料特性変化を考慮にいれた強度予測手法について検討した.また,X線コンピューター断層撮影法を用いて取得した断層画像より炭素繊維の局所配向状況を取得する方法についても提案した.

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2019 2018

All Presentation (6 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Presentation] 放射光X線イメージングによる炭素繊維強化プラスチックの繊維揺らぎの測定2019

    • Author(s)
      髙橋拓也,上田政人,梶原堅太郎,轟章
    • Organizer
      第64回 FRP総合講演会・展示会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 放射光X線イメージングによる一方向炭素繊維強化プラスチックの圧縮破壊の位置予測2019

    • Author(s)
      高橋拓也,上田政人,梶原堅太郎, 轟章
    • Organizer
      第44回複合材料シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] CFRTPテープを用いた複雑形状部品の加熱プレス成形における材料特性の変化2019

    • Author(s)
      吉田圭祐, 上田政人
    • Organizer
      日本複合材料学会 第10回日本複合材料会議
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 加熱プレス成形した長繊維強化熱可塑性プラスチックの曲げ特性に与える繊維長の影響2019

    • Author(s)
      荒木大輔, 上田政人
    • Organizer
      日本複合材料学会 第10回日本複合材料会議
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 放射光X線CTによる一方向炭素繊維強化プラスチックの繊維うねりの3次元モデル化2018

    • Author(s)
      髙橋拓也, 上田政人
    • Organizer
      日本機械学会 機械材料・材料加工部門 第26回機械材料・材料加工技術講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 長炭素繊維強化熱可塑性プラスチックを用いた複雑形状部品の加熱プレス成形における材料特性の変化2018

    • Author(s)
      上田政人, 長坂友貴
    • Organizer
      日本機械学会 機械材料・材料加工部門 第26回機械材料・材料加工技術講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Invited

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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