2010 Fiscal Year Annual Research Report
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
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22360052
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
汪 文学 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (40240569)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高雄 善裕 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (30108766)
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| Keywords | 材料設計 / プロセス / 物性・評価 / 複合材料 / CFRP/金属ハイブリッド積層板 |
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| Research Abstract |
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±θ角を成す互い違いの切り込み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[±θ]と呼ぶ(図2))成形材を新しく提案し、高強度、高剛性及び流動性に優れたUACS[±θ]の設計指針を確立すると共に、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。最初の年度において、計画の通りに、UACS[±θ]の一方向積層板の力学特性や熱膨張係数などについての数値解析研究、UACS[±θ]の一方向積層板の作製試験と内部構造解析試験、UACS[±θ]の一方向積層板の引張試験と熱膨張係数を測定する試験を行った。その結果、以下の知見が得られた。
1)切り込み角θがUACS積層板の剛性、強度および熱膨張特性に大きな影響を与えている。10度程度の切り込みの方で総合的によい剛性、強度および熱膨張特性が得られる。
2)連続切り込みより、互いに違い不連続切り込みθのUACSが高い強度を示した。
3)互いに違い不連続切り込み[±θ]のUACSが切り込みθのUACSより高い力学特性を示した。
4)切り込み角θのUACSとアルミで積層したCFRP1金属ハイブリッド積層板の作製試験により、UACS/金属は切り込みのないCFRP/金属に比べ、熱残留応力が軽減していた。
以上の実験結果を元に、現在数値解析モデルの作成や各種UACSの力学特性と3次元微視構造との関係の解明についての研究を進めている。
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