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Development of riveting technique for CFRP and metal materials applicable to multi-material structures

Research Project

Project/Area Number 20K04242
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 18040:Machine elements and tribology-related
Research InstitutionUniversity of Hyogo

Principal Investigator

Kaizu Koichi  兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (50177317)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
KeywordsCFRP/A6061継手 / 打抜きリベット締結法(パンチングリベット法) / 異種材料接合技術 / マルチマテリアル構造 / 衝撃荷重 / CFRPの打抜き / CFRPの損傷 / 打抜きリベット / CFRP板の打抜き / CFRP板の損傷 / CFRP/A6061継手 / リベット支え / 衝撃荷重の利用 / リベット締結 / CFRP/Al異材継手 / 打抜きリベット締結法 / 打抜き速度 / マルチマテリアル化
Outline of Research at the Start

自動車を中心とした輸送機器においては、軽量化に伴う燃費向上によるエネルギー消費量と二酸化炭素の排出量の削減を実現するために、CFRP(炭素繊維強化プラスチック)と金属材料等を接合して組み合わせ、適材適所で使い分けるマルチマテリアル化が急速に進められている。本研究は、研究代表者らが提案した打抜きリベット締結法を発展させることにより、CFRPと金属材料に対して、高強度で信頼性が高い接合ができるマルチマテリアル化に対応したリベット接合法の開発を目指すものである。

Outline of Final Research Achievements

In order to reduce the weight of transportation equipment, multi-material structures using both lightweight and high-strength CFRP and lightweight metal materials are required. Joining technique of dissimilar materials such as CFRP and metal materials is indispensable for manufacturing multi-material structures. In this study, we investigated the shape of the rivet and the method of applying load for making the rivet so that the punching rivet method proposed by the principal researcher could be applied to the joining of CFRP and aluminium alloy. From research results, we succeeded in joining CFRP and aluminium alloy with high strength by the punching rivet method. The punching rivet method is useful for joining CFRP and aluminium alloy.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

接合した継手が高い強度を得られることから打抜きリベット締結法がCFRPと金属材料との異種材料間の接合技術の一つとして有用であることを明らかにすることができた。現状では、リベットやリベットホルダーの形状が軽量化も考慮した最適な形状といえるところまでは至っていないが、強度に関係しない部分をスリム化することで、自動車や航空機などの輸送機器へ適用できる接合技術となりえるものと考えている。スリム化したリベットやリベットホルダーの最適形状を明らかにできれば、輸送機器の軽量化に伴う燃費向上によるエネルギー消費量と二酸化炭素排出量の削減に貢献できることから大きな社会的意義があると考えている。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2022 2021

All Presentation (3 results)

  • [Presentation] CFRP薄板とA6061 薄板の衝撃荷重を用いた打抜きリベット締結2022

    • Author(s)
      海津浩一、日下正広、木村真晃
    • Organizer
      日本塑性加工学会第73回塑性加工連合講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 衝撃荷重を利用した打抜きリベット締結法によるCFRP/A6061 継手の作製と継手強度2021

    • Author(s)
      西上 寛人、海津 浩一、日下 正広、木村 真晃
    • Organizer
      日本機械学会M&M2021材料力学カンファレンス
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 衝撃荷重を用いて打抜きリベット締結した CFRP/A6061継手の締結強度の検討2021

    • Author(s)
      西上 寛人、海津 浩一、日下 正広、木村 真晃
    • Organizer
      日本機械学会 関西支部第96期定時総会講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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