繊維強化プラスチックの強度設計のための基礎知識

現在、繊維強化プラスチックの構造解析 (応力解析) は、汎用有限要素法ソフトウェアで比較的簡単にできるようになってきています。 　しかし、その結果から繊維強化プラスチックの強度や長期耐久性の評価を精度よくおこなうには、繊維強化プラスチックの損傷・破壊機構と長期耐久性に関する幅広い知見と、破損を評価するクライテリオン (破損則) についての正しい理解が必要です。 　本講義では、繊維強化プラスチック、特に長繊維強化プラスチックに関して、その弾性・強度の異方性の解説から始め、強度解析の基礎となる損傷・破壊現象、材料試験法、素材特性からの材料強度推定法、破損のクライテリオン、 (疲労特性を中心とした) 長期耐久性に関する基本的な知見について解説します。

1. 繊維強化プラスチックの強度解析に必要な基礎知識
   1. 繊維配置構造と構成素材
      1. 繊維配置構造
      2. 主要な構成素材の性質
   2. 単層板の弾性と強度の異方性
      1. 弾性異方性
      2. 強度異方性
   3. 複合則～単層板の弾性特性の予測～
      1. 一方向連続繊維強化
      2. 短繊維強化,織物強化
   4. 積層構造
   5. 単層板,積層板の各種強度特性の基礎
      1. 静的強度
      2. 衝撃強度
      3. 疲労強度
      4. クリープ
2. 繊維強化プラスチックの損傷と破壊,材料試験法
   1. 破壊モード
      1. 繊維破壊
      2. マトリックス割れ
      3. 層間はく離
      4. 繊維座屈
   2. 静的破損のクライテリオン
      1. 1次の破損クライテリオン
      2. 2次の破損クライテリオン
   3. 材料試験法
      1. 面内弾性・強度特性取得のための試験法
      2. 層間はく離破壊靱性試験法
   4. 材料強度の予測手法
3. 繊維強化プラスチックの長期耐久性の予測手法
   1. 疲労 (等寿命線図による予測手法)
   2. クリープ (温度時間換算則による予測手法)

• 質疑応答