プラスチックの残留応力の発生機構と応力解放に伴う各種事象の予測法

プラスチックの力と変形の比例定数である材料定数は、時間と温度依存性を有し緩和弾性係数や貯蔵弾性係数と呼ばれ、著しい粘弾性挙動を示します。プラスチックの成形過程で生ずる残留応力の発生要因やこれが時間や温度に伴って変化するつまり経時的な事象は、この粘弾性挙動に起因するところが大であります。 　粘弾性挙動の時間、温度依存性には、時間 – 温度換算則が成立し、この法則を用いて残留応力解放に伴う変形や強度の長期予測、及び繊維強化プラスチックの諸特性の時間、温度依存性の長期予測等が可能となります。 　ここでは、残留応力の発生機構を、熱粘弾性力学モデルを用いて定性的に説明し、熱粘弾性挙動に伴う残留応力の理論的、実験的な取扱法及びその低減化法について平易に解説します。さらに、時間 – 温度換算則の誘導方法と各種事象への応用方法について説明します。

1. 残留応力の発生を理解するための基礎知識
   1. 粘弾性特性・熱粘弾性特性とは
   2. 粘弾性特性・熱粘弾性特性の利用方法
   3. 粘弾性に伴う特異現象
      • クリープ挙動
      • 緩和挙動
2. プラスチックの力学を理解するための基礎知識
   1. プラスチックの応力とひずみ
   2. 粘弾性挙動と粘弾性モデル
   3. 応力 – ひずみ関係式 (構成方程式)
      • 応力 – ひずみ関係式の誘導方法
3. 熱粘弾性挙動による残留応力の発生機構
   1. 残留応力の発生要因の分類
   2. 冷却過程で生じる残留応力の発生機構
   3. 硬化過程で生じる残留応力の発生機構
   4. GCP (ガスカウンタープレッシャー) による残留応力の低減化法
4. 時間 – 温度換算則とその解釈
   1. 時間 – 温度換算則の基礎概念
   2. 粘弾性挙動のマスタ – 曲線の作成方法
   3. 時間 – 温度移動因子
      • アレニウス型
      • WLF型
5. 残留応力の解放に伴う各種事象の予測法
   1. マスター曲線を用いたクリ – プ変形の長期予測法
   2. マスター曲線を用いた残留応力開放に伴う変形の長期予測法
   3. マスター曲線を用いたCFRPの変形、強度の経時的変化の予測方法
   4. 残留応力+溶剤によるストレスクラッキングの対策法
• 質疑応答・名刺交換