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J-GLOBAL ID：201102296911021087   整理番号：11A1222258

単糸分散炭素繊維による熱可塑性プレス基材の開発とその力学特性評価

Development of Thermoplastic Press Sheet with In-Plane Randomly Oriented and Dispersed Carbon Mono-Fibers and Evaluation of the Mechanical Property

著者 (3件)： 橋本雅弘 (東レ 複合材料研) ,  岡部朋永 (東北大 大学院工学研究科) ,  西川雅章 (東北大 大学院工学研究科)
資料名： 日本複合材料学会誌  (Journal of the Japan Society for Composite Materials)
巻： 37  号： 4  ページ： 138-146  発行年： 2011年07月15日 
JST資料番号： S0977A  ISSN： 0385-2563  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 単糸分散した炭素繊維を熱可塑性樹脂中に平面ランダムに配置した熱可塑性プレス基材を開発した。また,基材からなる複合材料の引張強度や破壊特性に及ぼす繊維長の影響について,マイクロメカニクス解析から評価し,実験結果と比較した。その結果,本基材は成形時に高い流動性を有しており,リブ等の複雑形状を繊維体積含有率のムラなく成形することができた。実験結果より,繊維長の増加に伴い複合材料の引張強度は上昇し,繊維長が3mm程度より大きくなると略一定値(約270MPa)となった。森-田中の平均場理論に基づく等価介在物法に,繊維破断の効果を組込んだ引張強度予測モデルを提案した。本解析は,従来数日を要したユニットセルシミュレーションと同等の計算結果を,僅か数秒で得られた。繊維長および配向分布を変化して引張強度の解析を行った結果,弾性率の実験値と等価な繊維体積含有率を用いた場合,実験値と近い値となった。特に3mm前後より大きい繊維長では,引張強度の実験および数値シミュレーション結果と本解析が略一致し,複合材料は繊維破壊に因り破断している,ことが示唆された。

シソーラス用語： *炭素繊維 ,  *ステープルファイバ ,  *繊維強化熱可塑性プラスチック ,  *成形 ,  ホットスタンピング ,  母材 ,  *引張強さ ,  弾性係数 ,  *予測モデル ,  繊維長 ,  依存性 ,  微視力学 ,  機械要素 ,  補強部材 ,  形態 ,  平均場近似 ,  近似法 ,  体積率 ,  シミュレーション ,  測定データ ,  角度 ,  角度依存性
準シソーラス用語： *プレス成形 ,  リブ【補強部材】 ,  引張弾性率 ,  基材 ,  数値シミュレーション ,  繊維配向角 ,  長さ依存性 ,  等価介在物法 ,  *不連続繊維 ,  複雑形態

分類 (4件)： ゴム・プラスチック材料  (HC04030W) ,  接合部  (HD03080V) ,  強化プラスチックの成形  (YH04060J) ,  数値解析,近似法  (AB04000F)

引用文献 (10件)：

• M.D. Wakeman, T.A. Cain, C.D. Rudd, R. Brooks & A.C. Long: Compos. Sci. Technol., 58, 12 (1998), 1879-1898.
• J.L. Thomason: Composites A, 36, 7 (2005), 995-1003.
• T. Mori & K. Tanaka: Acta Metall., 21, 5 (1973), 571-574.
• J.D. Eshelby: Proc. R. Soc. Lond. A, 241, 1226 (1957), 376-396.
• J.M. Duva, W.A. Curtin & H.N.G. Wadley: Acta Metall. Mater., 43, 3 (1995), 1119-1126.

タイトルに関連する用語 (7件)： 単糸 ,  炭素繊維 ,  熱可塑性 ,  プレス ,  開発 ,  力学特性 ,  評価