古代組紐の知恵を活かした先端複合材料の作製に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555179
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: 仲井 朝美 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 助手 (10324724)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 魚住 忠司 村田機械株式会社, 繊維機械事業部, 研究員 ; 濱田 泰以 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (10189615)
• Keywords: 組物 / 機械化 / CAE手法 / 複合材料 / 力学的特性

Research Abstract

本研究では道具が考案される前に手だけで作られていた多様な組物の組構造を決定し、機械化するための手順を研究した。組物の経路図と繊維束数の決定の公式を導き、さらに組物を作製するための経路図の設計方法を検討した。組物を作製するための組機のホーンギアの設計・配置について検討を行い、組物の作製技術を機械化した。また組紐の構造と複合材料の物性の関係を解明するために、繊維束形状を考慮した繊維束配向モデル、組物変形モデルを構築した。具体的に得られた成果は以下のとおりである。
(1)組紐の構造とその複合材料の物性の関係の解明
様々な構造を有する組紐を強化形態とする複合材料の物性試験を行ない、製組方法、繊維配向状態、力学的特性の関係を明らかにした。
(2)CAE手法を用いた組物内部の構築・繊維配向状態の予測
組物の内部観察を行ない、繊維配向状態を観察した。画像処理による組物の三次元構築を行ない、繊維配向状態のモデル化を行った。
(3)経路図の機械化設計
古代組物の経路図の設計方法を考察し、任意の組構造を有する組物を機械化する。
(4)組物作製機械の設計・組機の改造
(3)において設計された経路図をもとに、組物を作製する為の組機のホーンギアの設計・配置について検討した。実際に設計された組機を、現有の組機を改良することで試作した。

Research Products

• [Publications] 上田隆久, 大谷章夫, 仲井朝美, 濱田泰以, 藤井善通: "角打組物の圧縮特性に関する研究(側面拘束無し条件での圧縮挙動)"繊維学会誌. (印刷中).
• [Publications] T.Ueda, A.Ohtani, A.Nakai, H.Hamada: "Mechanical Properties of Square Braided Fabric"ASME International Mechanical Engineering Congress & Exposition. IMECE2002-39476. 1-5 (2002)
• [Publications] 多田牧子, 仲井朝美, 濱田泰以: "経路図法による組糸の3次元経路の推定"繊維学会誌. (印刷中).