| 研究課題/領域番号 |
20K04242
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
海津 浩一 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (50177317)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | CFRP／A6061継手 / 打抜きリベット / CFRPの打抜き / CFRPの損傷 / リベット支え / 衝撃荷重の利用 |
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| 研究実績の概要 |
打抜きリベット締結法は、打抜き加工のように、リング状のリベットホルダーで被接合材の板を支持しながらリベット軸で板を打抜き、その後、リベットホルダーの穴の中でリベット軸先端を開くように変形させてリベットとリベットホルダーとを機械的に接合させることで、リベット頭部とリベットホルダーで板を締め付けて接合する方法である。令和2年度の研究計画では、リベット形状を検討することにより、CFRP板とアルミニウム合金板を打ち抜く場合のCFRP板の損傷を減らすことができるのかを明確にすることを目的としていた。目的を達成するために、令和2年度は、リベット先端部にリベット支えという新たな部品をつけた状態で板を打ち抜くことを試みた。これまでは、リベットとリベットホルダーとの接合を強固にするためにリベット先端部を開くように変形させる必要があり、リベット先端を中空にしていた。そこで、リベット支えをリベット先端の中空部にはめ込むことでリベット先端を平面にし、打抜き時に打ち抜く部分に均等に荷重を作用させることにした。このことにより、リベット軸先端の中空部分がCFRP板に片当たりすることを防ぎ、CFRP板の損傷を減らせる可能性があると考えた。研究結果から、リベット軸のみで板を打ち抜いた際にCFRP板に生じた損傷に比べて、リベット支えを用いることでCFRP板の損傷を減らすことはできたが、十分に損傷を減らせるところまでは至っていない。しかしながら、リベット支えにより、リベット軸先端を従来よりも開くように変形させることができた。そのため接合自体は強固になり、接合強度は向上した。以上のことから、リベット支えはCFRP板の損傷を減らすことと接合強度の向上に有効であると考えられるため、リベットとリベット支えの形状をさらに詳しく検討する必要があることがわかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
令和2年度の研究計画では、リベット形状を変更することで、CFRP板とアルミニウム合金板を打ち抜く際に生じるCFRP板の損傷を減らすことができるかどうかを検討することにしていた。そこで、CFRP板の打抜き時の損傷を減らし、かつ、リベット先端を開くように変形させることでリベットとリベットホルダーによる板の締め付けを強くする目的で、リベット支えという部品を新たに用いることにした。研究結果から、リベット先端を開くように変形させることで接合強度は向上し、CFRP板の打抜き時の損傷状態は従来よりも改善はしたが、まだ不十分であった。したがって、現在のところまでで、CFRP板の損傷を十分に減らせるところまで到達できていないことから、進捗状況はやや遅れていると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度の研究計画では、CFRP板の打抜き時に生じる損傷に対する打抜き速度の影響を明らかにする予定であった。準静的荷重によりリベット軸でCFRP板を打ち抜く際に、CFRP板がリベット軸に引っ張られ、CFRP板がたわんだ状態で打ち抜かれることから、CFRP板に層間剥離が生じると考えられた。その対策として、速い打抜き速度でCFRP板が大きくたわむ前に打ち抜くことを予定していた。衝撃荷重の利用は、既に一部実施しており、今後は、接合強度の向上が見られたリベットとリベット支えの形状をさらに詳細に検討し、CFRP板のカーボン繊維をうまく切断することで打抜き時のCFRP板の損傷を減少させることと、衝撃荷重を利用してCFRP板のたわみが少ない状態で打ち抜くことによりCFRP板の損傷を減少させることを並行して行っていく予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
令和2年度は、新型コロナウィルスの影響により、研究活動が大きく制限され、予定していた実験が十分に行えなかったこと、また、研究成果を公表するために予定していた学会が新型コロナウィルスの影響で中止になったことなどから、次年度使用額が生じた。次年度使用額は今年度の助成金と合わせて予定していた実験や学会発表などに使用することを計画している。
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