長繊維強化高分子複合材料の精密プレス成形法の研究

长纤维增强高分子复合材料精密压制成型方法研究

基本信息

批准号：
61550088
负责人：
北條英典
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1986
资助国家：
日本
起止时间：
1986 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

長繊維強化高分子複合材料(以下長繊維FRTPと略称する)の精密プレス成形では、成形品精度や強度の向上と異方性の制御が最大の問題とされている。本研究は、上記問題の支配要因がプレス成形中の長繊維FRTPの流動挙動である点に着目し、試作および市販長繊維FRTPの平板圧縮及び後方押出しを行なった場合の繊維の流動挙動、繊維含有率分布、繊維配向およびフローフロントなどに及ぼす材料、成形條件の影響を理論的、実験的に検討し、精密プレス成形に関する基本的知見を与えた。1.繊維含有率の分布成形中の材料の流れを繊維とマトリックスから成る固液混相流として扱い、繊維とマトリックスの分離を表わす理論式を誘導し、これを平板圧縮および後方押出しに適用して実験と対比し、本理論の妥当性を提示した。さらに、成形品内の繊維含有率の分布を数値解析し、成形速度が大きくなると、繊維含有率分布の変化が少くなることなどを明らかにした。2.繊維の配向繊維に作用する流体抵抗と、繊維相互のからみなどに基因する相互拘束力との釣合いから、流れに伴う繊維の配向を求める理論式を誘導した。本理論を平板圧縮に適用して実験と対比してその妥当性を確かめ、配向は成形速度が大きくなるほど顕著となることなどを明らかにした。3.チャージパターンとフローフロント成形型内の材料のフローフロントを、流動に伴う繊維とマトリックスの分離、繊維の配向およびこれらに基因する粘度の変化とその異方性を考慮に入れて解析する方法を提案し、平板圧縮で実験と極めて良く解析が一致することを示した。以上の諸成果は、本研究によりすべて初めて明らかにされたものである。

在精确的压制钢筋复合材料（以下称为长纤维FRTP）中，最大的问题是提高成型产品的准确性和强度并控制各向异性。这项研究的重点是以下事实：上述问题的主要因素是按压造型过程中长纤维FRTP的流动行为，理论上和实验检查材料和成型条件对纤维流动行为的影响，纤维含量分布，原型型和市值可用的长纤维frtp在扁平型中进行塑造，使得型塑造精确地构成了原型。 1。纤维含量的分布将成型过程中的材料流视为由纤维和基质组成的固液混合相流，并且得出了代表纤维和基质分离的理论方程式，该方程被用于板块压缩和与实验相反的板压缩，并列出了该理论的有效性。此外，对模制产物中纤维含量的分布进行了数值分析，以揭示纤维含量分布的变化随着成型速度的增加而降低。 2。纤维的比对一个理论方程式用于确定与流动相关的纤维方向的理论方程是由作用在纤维上的流体抗性与由纤维相互作用的相互结合力之间的平衡得出的。该理论应用于平板压缩，并与实验验证其有效性相比，随着成型速度的增加，其方向变得更加明显。 3。我们提出了一种通过电荷图案和流动前模中分析材料前端的方法，考虑到纤维和基质的分离，由于流动，纤维的方向以及由于这些方向而引起的粘度变化及其各向异性，并表明该分析与平板平板压缩的实验非常匹配。在这项研究中，第一次揭示了上述所有结果。