樹脂の硬化収縮を考慮したFRPのマルチスケール解析

摘要

繊維強化樹脂は，基質材料である樹脂と強化材である繊維による微視的非均質性が存在し，材料物性の異方性が顕著である.それらが原因となって，製造時に熱を加えて液体状態から固体状態へと硬化させる際の熱収縮や硬化収縮により内部応力や残留変形が生じることが知られている.この問題を設計段階から回避するために数値シミュレーションによる予測手段が求められているが，繊維強化樹脂が非均質材料であることを考慮すると，マルチスケール解析が有効である.また，樹脂は硬化にともなって物性値が変化することが知られており，数値解析の際に考慮に入れる必要があるといえる.しかし，硬化による樹脂の物性値の変化に配慮したマルチスケール解析手法はいまだ確立されていない.そこで本研究では，マクロ材料物性を硬化度依存の形で算出する手法を提案し，繊維強化樹脂の硬化過程のマルチスケール解析手法を構築する.