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ニードルパンチ加工技術を適用した発泡コアサンドイッチパネルの力学的特性

采用针刺加工技术的泡沫夹芯板的力学性能

基本信息

批准号：
22K04712
负责人：
大谷章夫
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Kyoto Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では，まず発泡コアサンドイッチ複合材料の成形時にニードルパンチ（NP）加工技術の適用を行い，その際に使用されるフェルト針によって表面の強化繊維束が厚さ方向に配向するかどうかについて検討を行った．断面観察により，コア材内部に強化繊維の配向および複合材料の柱であるコンポジットピラー（CP）の形成が確認された．作製した試験片に対して厚さ方向に圧縮試験を行ったところ，CP密度の増加に伴ってコア材領域の圧縮特性が増加し，NP加工無しの試験片と比較して数倍の圧縮特性となることが明らかとなった．曲げ特性に関しては，NP密度の増加に伴って曲げ強度が増加し，NP加工無しの試験片と比較して2倍以上の強度となることが明らかとなった．破壊様相に関しては，圧子点直下におけるコア材の圧縮破壊およびスキン材の局所的な変形が抑制され，圧子点と支点との間におけるコア材のせん断破壊へ変化することがわかった．これらの結果より，NP密度の増加に伴ってコア領域のせん断強度が向上することが明らかとなった次に，形状の異なる6種類のフェルト針を用いて，CP内への繊維の流入量や力学的特性への影響について検討を行った．その結果，キックアップ形状を有している針，ブレード径の太い針，テーパ形状を有したコニカル針においてCP内の繊維体積含有率が増加する事を確認した．またCP内の繊維量の上昇により曲げ強度の増加が確認できた．破壊進展挙動に関しては，上述の検討と同様にNP加工有りの試験片では圧子点と支点との間において，コア材のせん断破壊が発生した．この結果より，CP内の繊維体積含有率の増加に伴ってCPの曲げ強度が増加し，それに伴ってコア材領域のせん断強度が増加した結果，曲げ特性が向上することが明らかとなった．

In this paper, the application of NP processing technology in the forming of foam composite materials is studied, and the orientation of strengthening fiber beam on the surface is discussed. Cross section inspection, the internal strengthening of the matrix alignment and composite columns of the matrix (CP) formation is confirmed. For example, when the thickness of the sample is increased, the compression characteristics of the sample area are increased, and when the NP is processed, the compression characteristics of the sample area are increased. The increase of NP density is accompanied by the increase of bending strength. NP processing is not accompanied by the increase of bending strength by more than 2 times. The pressure of the material is reduced and the shape of the material is suppressed. The pressure of the material is reduced and the shape of the material is suppressed. The pressure of the material is reduced. As a result, the increase of NP density is accompanied by the increase of breaking strength in the field, the increase of strength in the field and the increase of strength in the field. As a result, it was confirmed that the dimensional volume content in CP increased with the increase of the shape, diameter and shape of CP. The increase in the dimension of the CP and the increase in the intensity of the curve are confirmed. In the process of breaking down, the above-mentioned problems are related to the NP processing, and the test piece is connected to the pressure sub-point and the fulcrum. As a result, the increase in the volume content of the fiber in the CP is accompanied by the increase in the bending strength of the CP, and the increase in the breaking strength of the material area.