1990 Fiscal Year Annual Research Report
異形端末を有する金属繊維を用いた耐熱機能性複合材料の開発
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01550059
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
中川 隆夫 神戸大学, 工学部, 教授 (80031045)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
徳納 久睦 神戸大学, 工学部, 助手 (90031137)
猪飼 靖 神戸大学, 工学部, 助教授 (40031108)
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| Keywords | 耐熱性複合材料 / 異形端末繊維 / 金属繊維添加 |
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| Research Abstract |
本研究は複合材料に異形端末金属繊維を添加し、樹脂軟化温度付近でも高強度を有するFRPを開発することを目的としている。端末を数種類モデル化し、数値解析に2次元弾塑性有限要素法を用いた。その結果、端末形状は球がよく、その径は繊維径の5倍あれば繊維強度を生かせる。また母材の弾性率は2.5GPaあれば十分である。異形端末繊維をジグザグ配列すると、母材の応力集中はストレ-ト繊維に比べて1/3に低減する。ランダムな方向に添加した場合のシミュレ-ションの結果、11%の強度上昇を予測した。実際に試作した材料には、長さ10mmで直径0.16mmの鋼繊維に1mmの円板状異形端末繊維をマットGRPに体積含有率で1%添加した。荷重方向に平行にジグザグ配列添加した場合、樹脂にビニルエステルを用いた材料の160℃の強度は30%、そしてナイロンを用いた材料の60℃の強度は20%の増大がそれぞれの母材強度に対して得られ、その時の繊維の負担応力は2,000MPaを示した。一方、ストレ-ト繊維ではどちらの材料も強度は低下した。またランダムな方向に繊維を添加すると20%の強度増大が得られた。これは荷重方向に角度を有する繊維の強化効果が予想を上回ったことによる。
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