2018 Fiscal Year Annual Research Report
Manufacturing ULCs (Ultra-Lightweight constructions) of thermosetting continuous CFRP by continuous production of strip, forming at 100 degree Celsius, and joining by plastic deformation
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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, 大学院工学系研究科(工学部), 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]マクロ構造を有するCFRPと金属薄板とのハイブリッド構造について、昨年度に引き続き検討した。フェースシートにはアルミまたはSUS シートを、コアにはCFRP短繊維のVfが約20% であるCFRTPを利用し、コアはホットプレスにより作製し、フェースにあるメタルシートとの圧着には、本研究課題で導入したオートクレーヴを用いている。昨年度に引き続き弾性FEM によりCFRPマクロ構造の比剛性の最適化を行い、周期性を持つドーム構造が最適との結果を得た。この構造は、中実メタル構造の約４倍の比剛性を持ち得ることを示した。このコア構造を金型とホットプレスによる逐次成形で作製した。さらに、オートクレーヴによりフェースシートと圧着した。成形されたマクロ構造を有するCFRPと金属薄板とのハイブリッド構造の３点曲げ試験を行い、剛性を実験的に評価した。また、じん性の評価も行った。
[2]CFRP薄板のプレス成形を行う上で必要不可欠となる圧縮破壊予測と成形限界予測手法についての検討を行った。圧縮破壊予測に関しては，他の複合材料に対して適用されていた繊維キンクを考慮した圧縮理論の予測式を，CFRP薄板に対しても適用可能であるということを示し，さらに繊維配向角による圧縮強度の変化も考慮できる式を構築した。実際に曲げ変形における0°方向圧縮破壊の予測を行ったところ，妥当な予測結果が得られていることを確認出来た。さらに，より広い範囲でのCFRP薄板の成形限界予測を行うために，金属板材で用いられている理論FLDと実験FLDの作成手法をCFRP薄板に対して適用した検討を行った。また，CAEによるCFRP薄板の成形性検討を実現するために必要な解析モデル構築を目的として，SD効果とボイドの影響を考慮できるユーザーサブルーチンを実装し，必要な実験と逆解析を組み合わせた解析システムを構築した。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
東京大学大学院工学系研究科 柳本研究室
http://www.cem.t.u-tokyo.ac.jp/
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