2016 Fiscal Year Annual Research Report
熱硬化CFRPの連続薄板化・100℃成形加工・塑性接合による極限軽量構造の具現化
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26249109
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
柳本 潤 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (90220194)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大家 哲朗 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (10410846)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | CFRP薄板 / 超軽量構造 / 温間成形 / 連続薄板化 / 成形性試験法 / 構造最適化 / サンドイッチ成形 / 遺伝的アルゴリズム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
[1]圧延機を利用した高圧での雰囲気制御圧延に取り組み、圧延によりボイド率が3%を下回る薄板が創成できることを明らかにした。ついで、ボイド率と圧延条件との関連について系統的な調査を開始した。これは、平成29年度も継続して実施する予定にしている。
[2]CFRP薄板の成形性や機械的特性と層構造の関係を実験的に評価した。0.1mm板厚のプリプレグを標準とし、さらに薄い0,04mmのプリプレグからなるCFRP薄板の、力学特性、成形性、界面強度などを評価し、国際学術誌論文としてまとめた。
[3]CFRPとマクロ構造を有する金属薄板とのハイブリッド構造について検討を始めた。この様な構造には必ずCFRPと金属薄板との界面が存在する。接合界面の形成には、接着＋塑性締結、さらにスポット溶接やレーザー溶接を利用するので、本研究課題に先立つ科学研究費基盤研究Aで得られた成果や、他の異材接合のについてレビューを行った。同時に、マクロ構造を有する金属薄板とその作成法についても、レビューを行った。
[4]CFRP薄板のメゾスケールでの力学特性がマクロスケールでの力学特性に及ぼす影響についての検討を行った。メゾスケール因子としては界面特性の他、樹脂の塑性変形特性に着目し、Gurson-Tvergaard-Needleman(GTN)の延性破壊モデルを適用した数値解析を実施した。まず樹脂についての材料試験を実施し、実験データを用いた逆解析によってGTNモデルのパラメータ推定を行った。次に得られたパラメータを用いた数値シミュレーションにより、各パラメータのCFRPの破断ひずみへ及ぼす影響度合いを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
三年度目である平成27年度は、先に示した４テーマを並行して実施した。研究計画調書に記載した通りに進んでおり、おおむね順調に進んでいると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度は[1]マルチスケールシミュレーションによるCFRP薄板の大塑性変形時の力学特性の解明、高圧雰囲気制御圧延によるCFRPの高速薄板化、層構造が成形性に及ぼす影響の実験による研究、[4] 塑性変形接合を利用したCFRP＋金属ハイブリッド構造の4テーマについて、東京大学と慶応義塾大学で分担して、研究を進める予定にしている。
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| Remarks |
東京大学生産技術研究所 機械系 柳本研究室
http://www.yanlab.iis.u-tokyo.ac.jp/
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