AFP および3D プリンタによる曲線賦形を考慮した円孔周りの複合材料繊維方向最適化

摘要

炭素繊維強化プラスチック(CFRP: carbon fiberreinforced plastic) は金属と比較して優れた比強度?比剛性や疲労耐久性により様々な分野で使用されている．CFRP は非常に強い異方性を持った材料であるため，直線繊維のプリプレグシートを様々な角度で積層することより多様な設計が可能である．従来の直線繊維積層では面内で力学的特性が均質であるためConstant stiffness composite (CSC)と呼ばれるが，繊維を曲線状に積層することにより繊維配向角を変化させ，面内で剛性が変化する複合材料はVariable stiffness composite (VSC) と呼ばれている．VSC によって設計空間が大きく広がり，複合材料の性質をより引き出すことが可能であるため，直線積層に比べて性能が向上できる．