1992 Fiscal Year Annual Research Report
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04555026
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
川原 正言 東京都立大学, 工学部, 教授 (40234108)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新倉 正和 NKK中央研, 第一, 主査
高津 俊 東京都立大学, 工学部, 助手 (30236236)
若山 修一 東京都立大学, 工学部, 構師
真鍋 健一 東京都立大学, 工学部, 助教授
西村 尚 東京都立大学, 工学部, 教授 (70087170)
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| Keywords | 軽量圧力容器 / 薄肉殻 / 超塑性成形加工 / 高強度繊維 / フィラメントワインディング / 最適形状設計 / 耐圧試験 / AE計測 |
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| Research Abstract |
本研究では、超軽量圧力容器の開発を目指し、(1)超塑性成形加工による金属薄肉殻の成形、(2)金属薄肉殻への高強度織維ワインディング成形、(3)成形された容器の性能評価、の各項目について、次のように実施し、成果を得た。
(1)超塑性成形加工による金属薄肉殻の成形
◇超塑性成形加工の基礎試験として、チタン合金(Ti-6Al-4V)の薄板材の超塑性バルジ加工実験を系統的に行った。それと共に超塑性変形予測のための数値解析モデルをつくり上げた。
◇容器ライナーとしての薄肉殻成形のための超塑性成形加工装置を試作した。平成5年1月に納入され、試運転調整の後、ライナー試作テストを開始した。
(2)金属薄肉殻への高強度繊維ワインディング成形
◇基礎解析として、ライナー肉厚変動がある場合のワインディング成形の最適設計の解析モデルをつくり上げた。また非測地線巻きでの摩擦の解析を行った。これらにより、超塑性成形でつくられる金属薄肉殻の肉厚変動を考慮に入れた最適設計が可能となる。
◇ワインディング成形中の光照射による樹脂硬化処理について予備設計と検討を行った。
(3)成形された容器の性能評価
◇容器の疲労設計に関連し、ライナ層と強化繊維層との肉厚構成に対応してライナ層にあらわれる圧縮応力の解析を行った。
◇容器の耐圧性能評価と欠陥の非破壊評価法確立のため、FRP板およびFRPシリンダーの加圧試験・AE計測を行い、その特性をしらべた。
これらの成果について日本機械学会に計4件の講演発表を行った。
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[Publications] 高津 俊,川原 正言: "FW圧力容器の最適形状設計-ライナー肉厚分布と容器最適形状-" 日本機械学会第69期総会講演会 講演論文集(A). 920-17. 156-158 (1992)
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[Publications] M.Kawahara,T.Takatsu: "A Consideration on Fatigue Design of Metal-FRP Hybrid Members-Layer Thickness and Fiber Fension Control" 日本機械学会材料力学部門講演会 講演論文集. 920-72. 369-370 (1992)
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[Publications] 上条 和之,高津 俊,川原 正言: "チタン合金の超塑性バルジ加工とそのシミュレーション" 日本機械学会関東学生会卆研発表講演前刷集. 32. 191-192 (1993)
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[Publications] 蔡 秋〓,高津 俊,川原 信言: "非測地線FWにおける摩擦の解析" 日本機械学会第70期総会講演会 講演論文集. (1993)
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[Publications] 川原 正言: "「FRP圧力容器の設計と応用」(15〜26ページ) HPI技術セミナー「圧力設備の材料設計・施工・維持管理」" 日本高圧力技術協会, 12 (1992)
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[Publications] 川原 正言: "「FW法FRPの成形と安全性評価」(15〜21ページ) 講習会「PCM(高分子系複合材料)の物性及び機能性」" 日本機械学会, 7 (1992)
