| 研究課題/領域番号 |
18K04637
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分25020:安全工学関連
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
青木 義男 日本大学, 理工学部, 教授 (30184047)
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| 研究分担者 |
平山 紀夫 日本大学, 生産工学部, 教授 (70582518)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 自動車衝撃吸収部材 / GFRP / 衝撃吸収特性 / フィラメントワインディング法 / 衝撃応答解析 / クラッシュボックス / 高強度ガラス繊維 / 落錘衝撃試験 / エネルギ吸収特性 / 時刻歴応答解析 / ガラス繊維強化プラスチック / ハイサイクル成形 / 動的応答解析 / 損傷制御設計 / 現場重合型熱可塑性樹脂複合材 / 自動車構造部材 / GFRTP / 低コスト化 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、自動車構造のマルチマテリアル化で活用されるようになった繊維強化プラスチックを、より安価な材料で大量生産を可能にするため、高強度ガラス繊維を強化材としたＧＦＲＰ衝撃吸収部材の材料設計と製造法に関する検討を行った。大量生産を実現するためにフィラメントワインディング法による高強度ガラス繊維と熱硬化性樹脂によるクラッシュボックスを試作し、落錘衝撃試験によってエネルギー吸収特性を検証した。この結果、鋼製構造部材に対して破壊過程の支持荷重を安定化し、ＣＦＲＰに匹敵するＧＦＲＰ衝撃吸収材の繊維配向角と積層構成を検証し、その動的特性を誤差５％以内で再現できる数値解析モデルの開発も行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現在、自動車には省エネルギー化と安全性向上が強く求められており、電気自動車や自動走行の実現が期待されている。このため、自動車車体には軽量化と安全性の両立が求められている。本研究で開発したＧＦＲＰ衝撃吸収部材は、軽量化と衝撃吸収特性の双方が、従来のＣＦＲＰ製部材に匹敵する特性を有する。さらに、フィラメントワインディング成形法を活用することで、より安価に大量生産が可能となる。さらに部材端部の締結部の設計を工夫することで、更なる衝撃吸収特性の向上や部品点数の削減、絶縁性など高機能化が見込めるため、電気自動車などに有用な構造部材と考えられる。
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