プラスチック強度設計の基礎知識

プラスチックは低コストで様々な特性を付与できるため、身の回りのたくさんの製品に使用されています。一方で、金属と比べて強度・剛性が低く、しっかりとした強度設計を行うことが重要です。しかし、実際にプラスチック製品の強度設計を始めてみると、思ったほど簡単ではないことに気付くはずです。材料力学の知識に加えて、プラスチック材料の特性や成形・加工の影響に関する知識、製品設計上の実務的ノウハウを持っていなければ、精度の高い強度設計ができないからです。それらの知識・ノウハウは広く浸透しておらず、KKD (勘と経験と度胸) による強度設計にとどまっていることが多いのが実情です。 　本セミナーは、数多くのプラスチック製品の設計を手掛けてきた講師が担当します。実務で活用できることを前提に、強度設計の基礎から分かりやすく解説していきます。

1. プラスチック製品の強度設計に必要な材料力学の知識
   1. プラスチックの物性表と一緒に学ぶ材料力学の基礎
      1. 荷重/応力/ひずみ
      2. フックの法則とヤング率
      3. 応力-ひずみ曲線 (S-S曲線)
      4. 荷重ごとの強度計算方法の概要
   2. はりの強度設計 (曲げ特性の理解)
      1. はりの種類
      2. 曲げモーメント
      3. 断面係数と発生応力
      4. 断面二次モーメントとたわみ
      5. 引張特性と曲げ特性の違い
2. 強度設計に必要なプラスチックの材料特性
   1. プラスチック材料の特徴
      1. 材料特性の決定プロセス
      2. 結晶性プラスチックと非晶性プラスチック
   2. 機械特性
      1. 疲労
      2. 衝撃
   3. 温度特性
   4. 粘弾性特性
      1. クリープ
      2. 応力緩和
   5. 劣化
      1. 様々な劣化要因
         • 熱
         • 水分
         • 紫外線
         • その他
      2. アレニウスの式を使った寿命の推定
      3. RTI (相対温度指数)
   6. 成形・加工の影響
      1. ウェルドライン/ボイド/残留応力 他
      2. 再生材
3. 実務における強度設計の進め方
   1. 要求事項の整理と安全率
      1. 製品のライフサイクルから抽出する要求事項
      2. 製品の使われ方の想定
      3. ストレス・ストレングスモデルで考える安全率
   2. トラブルを未然に防ぐ図面、仕様書の書き方