• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

湾曲繊維配向を有するCFRPの含浸シミュレーション、および繊維配向解析法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 20K04166
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分18010:材料力学および機械材料関連
研究機関明星大学

研究代表者

小山 昌志  明星大学, 理工学部, 准教授 (00453829)

研究分担者 武田 浩司  地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 技術支援本部多摩テクノプラザ複合素材技術グループ, 副主任研究員 (20560163)
窪寺 健吾  地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 技術支援本部多摩テクノプラザ複合素材技術グループ, 主任研究員 (40463004)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードCFRP / 樹脂含浸 / 含浸シミュレーション / 成形技術 / VaRTM / 流動シミュレーション / 製織技術 / 樹脂流動解析 / フライホイール / 炭素繊維プラスチック / 繊維製織技術 / 樹脂含浸シミュレート / 複合材料 / 樹脂流動 / 繊維配向
研究開始時の研究の概要

従来の複合材料の設計においては、構造における発生応力に対して任意の湾曲部自由度を持たせる最適な繊維配向を考慮した理論的な設計手法が学術的な問いとしていまだ残ってる。加えて、繊維を連続的に製織する手法として、直線的な製織技術のみが確立されてり、織物構造の途中で任意の湾曲部を付与することが可能な製織技術が存在しない。そのため、繊維の特性を十分に活かした構造体の設計指針を、製織技術、樹脂含浸技術を、実験、およびシミュレーションにより確立する。

研究成果の概要

本研究において湾曲配向を考慮した構造体の設計、成形手法に関して実験的な検証において任意の繊維湾曲部を有する製織技術の確立を行った。加えて、成形時に重要となる樹脂含浸シミュレーション手法の確立に向けて、複数方向に繊維配向を有する織物において、解析モデルにて各所の繊維配向を考慮した浸透率を含浸パラメータとすることで実際の含浸挙動のシミュレーションが可能となることを示した。また、含浸時に生じる繊維配向の乱れの確認を機械特性および熱伝導特性の観点から明らかにすることで、シミュレーションによる含浸の妥当性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究から得られた結果より、学術的な意義としては、各所により繊維配向性の異なる繊維強化複合材料に対する含浸シミュレーションのパラメータに関する設定指針が明確になったといえる。また、複雑な構造、繊維配向を有するCFRPの成形時における最適な繊維配向性を考慮した製織技術の基礎および成形時において繊維配向を考慮した含浸方法の指針確立が可能となり、従来の成形技術では実現が困難と考えられていた構造体へのCFRP適用の可能性が拡大し社会的に大きな意義を有することが示された。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 学会発表 (7件)

  • [学会発表] CFRP製フライホイール成形における樹脂流動が繊維配向に与える影響の解析的検討2022

    • 著者名/発表者名
      佐野寛、小山昌志、窪寺健吾
    • 学会等名
      2022年度 日本設計工学会春季大会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] VaRTM法によるCFRPハニカムコア作製の流動解析における解析パラメータの検討2022

    • 著者名/発表者名
      須崎亮太、小山昌志、後藤健
    • 学会等名
      2022年度 日本設計工学会春季大会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 次元炭素繊維強化プラスチック製フライホイール作製に向けた樹脂流動解析2021

    • 著者名/発表者名
      佐野寛、小山昌志、窪寺健吾
    • 学会等名
      日本設計工学会 2021年度春季大会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] CFRP製フライホイール成形に向けた一方向炭素繊維の含浸特性調査2021

    • 著者名/発表者名
      佐野寛、小山昌志、窪寺健吾
    • 学会等名
      日本設計工学会 2021年度秋季大会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] VaRTM成形法における母材樹脂の流動解析の基礎検討2021

    • 著者名/発表者名
      須崎亮太、小山昌志
    • 学会等名
      第13回 大学コンソーシアム 八王子学生発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 3次元繊維強化フライホイール構造実現に向けての検討2020

    • 著者名/発表者名
      小野寺潤、小山昌志、窪寺健吾、黒田茂男
    • 学会等名
      2020年繊維学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 3次元繊維強化プラスチック製フライホイールの繊維配向設計および成形検討2020

    • 著者名/発表者名
      小野寺潤、小山昌志、窪寺健吾、黒田茂男
    • 学会等名
      日本設計工学会2020年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi