軽量化を目的とした金属代替部品の検討 実 験 Eｘ） 比強度 耐久性 比衝撃性 重量平均繊維長・・・𝑳𝒘 = ドアモジュール 𝑳: 𝐅𝐢𝐛𝐞𝐫 𝐥𝐞𝐧𝐠𝐭𝐡 シフトレバー “FRTP” ・・・強化繊維の繊維長＆分散性に依存 ① ② 10mm→5mm 𝑳𝟐 𝑳 Flow direction 数 値 解 析 Short!! Breakage length of fiber [mm] >>スクリュ全体的評価 背景＆目的 5 4.5 4 3 2 4.5 Eｘ）Dulmadge type screw Standard 繊維長・・・𝝉𝒎𝒆𝒂𝒏 = 𝝉 𝒕 : せん断応力 𝒕𝒑 : 滞留時間 𝝉 𝒕 𝒅𝒕 𝒕𝒑 Dulmadge screw (CR:2.03) 分散性○ Variable pitch screw (CR:2.08) 分散性× VandD screw (CR:2.50) 分散性○ >>試料 繊維長○ 繊維長○ Eｘ）Dulmadge type screw 数値解析＆実験結果 繊維長△ 繊維長× Flow direction >>スクリュ全体的評価 6 ◎繊維長が受ける影響 ＊先端での滞留 ＊金型に流れる工程 →スクリュ形状以外に 様々な影響がある・・・ 5.5 5 4.5 4 4.5 ガラス繊維強化ポリプロピレン(GFRTP) 5.5 6.5 7.5 Mean shear stress [MPa] Standrad Dulmadge Variable pitch VandD 「平均せん断応力大」 → 繊維折損大」 おおよその傾向はみら れた． Fiber breakage rate (X-Y) [%] 分散性△ Breakage length of fiber [mm] Standard screw (CR:2.08) Variable pitch VandD X 圧縮部 Y Variable pitch screw (CR:2.08) 数 値 解 析 φ２４ Dulmadge Dulmadge screw (CR:2.03) 目的・・・繊維折損の要因を特定 Flow direction 6.5 Standard screw (CR:2.08) 実 験 >>スクリュ形状 5.5 Mean shear stress [MPa] >>スクリュ部分的評価 ② 数値解析＆実験方法 「平均せん断応力大」 → 繊維折損大」 より精度良い傾向がみら れた． 2.5 >>スクリュ部分的評価 ① ◎繊維長が受ける影響 ＊スクリュ形状 3.5 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 10 20 30 40 Rate of increase of shear stress(X-Y) [%] Standrad Dulmadge Variable pitch 結言 ◎繊維長が受ける影響 ＊スクリュ形状のみ 「平均せん断応力大 → 繊維折損大」 両者に線形関係がみら れたことから 「繊維折損はせん断応 力による影響が大きい.」 （１）実験，数値解析ともにスクリュ形状の部分的な 評価を行うことでスクリュ形状の違いが及ぼす影響 をより精度よくみることができる． （２）繊維折損はせん断応力による影響が大きい. 謝 辞 本研究は，文部科学省私立大学戦略的研究基盤形成支援事業（平成25年～平成29年）「ナノ 繊維・粒子の最適制御技術を基盤とする新規複合材料機能の開発（同志社大学）」研究プロ ジェクトの支援を受けた．ここに記して謝意を表する． Applied Materials Engineering Lab. Graduate School of Engineering and Science, DOSHISHA UNIVERSITY
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