JP2020090030A - 複合材の設計方法および複合材 - Google Patents
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Abstract
Description
20、21、22、23、24 ベース層
30、31、32、33、34 追加層
100、200 複合材
100a、200a 貫通孔
101、201 通常部
102、202 補強部
G 荷重方向
L 中心線
Claims (9)
- 強化繊維を含む複合材料層が複数積層されて形成された通常部と、貫通孔の周囲に設けられ、前記通常部から延びる前記複合材料層の間に前記複合材料層の追加層を積層して形成された補強部とを有する複合材の設計方法であって、
前記複合材に荷重を付加して、前記補強部が、プルアウトモードと前記プルアウトモード以外のモードとを含む破壊モードのいずれで破壊されるかを特定する試験ステップと、
特定された前記破壊モードに応じて前記追加層の積層数および前記強化繊維の配向方向を変更した前記複合材を形成する積層構成変更ステップと、
を備え、
前記破壊モードが前記プルアウトモードとなるまで、前記試験ステップと前記積層構成変更ステップとを繰り返し実行して、前記補強部における前記複合材料層の積層構成を最適化することを特徴とする複合材の設計方法。 - 前記破壊モードは、脆性破壊モードと、層間剥離モードとを含み、
前記積層構成変更ステップは、前記破壊モードが脆性破壊モードである場合、隣接する前記複合材料層と前記配向方向が一致する前記追加層が増加する傾向に、前記積層数および前記配向方向を変更することを特徴とする請求項1に記載の複合材の設計方法。 - 前記破壊モードは、脆性破壊モードと、層間剥離モードとを含み、
前記積層構成変更ステップは、前記破壊モードが層間剥離モードである場合、隣接する前記複合材料層と前記配向方向が一致する前記追加層が減少する傾向に、前記積層数および前記配向方向を変更することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の複合材の設計方法。 - 前記積層構成変更ステップは、前記破壊モードが脆性破壊モードである場合、前記配向方向が荷重方向と一致する前記複合材料層に隣接させて、前記配向方向が前記荷重方向である前記追加層を、少なくとも1つ積層することを特徴とする請求項2または請求項3に記載の複合材の設計方法。
- 前記積層構成変更ステップは、前記破壊モードが脆性破壊モードである場合、すべての前記複合材料層の間に、隣接する前記複合材料層と前記配向方向が一致する前記追加層を積層することを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか一項に記載の複合材の設計方法。
- 複数の前記複合材料層は、荷重方向を0°としたとき、前記配向方向が0°、+45°、−45°、90°であるものを積層した疑似等方積層により積層されており、
前記積層構成変更ステップは、前記破壊モードが脆性破壊モードである場合、前記配向方向が90°以外の前記複合材料層に隣接させて、前記配向方向が90°以外の前記追加層を積層することを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか一項に記載の複合材の設計方法。 - 強化繊維を含む複合材料層が複数積層されて形成された通常部と、貫通孔の周囲に設けられ、前記通常部から延びる前記複合材料層の間に前記複合材料層の追加層を積層して形成された補強部とを有する複合材であって、
前記補強部は、主として作用する荷重方向と前記強化繊維の配向方向が一致する前記複合材料層に隣接して、前記荷重方向と前記配向方向が一致する前記追加層が、少なくとも1つ積層されていることを特徴とする複合材。 - 前記補強部は、すべての前記複合材料層の間に、隣接する前記複合材料層と前記配向方向が一致する前記追加層が積層されていることを特徴とする請求項7に記載の複合材。
- 複数の前記複合材料層は、前記荷重方向を0°としたとき、前記配向方向が0°、+45°、−45°、90°であるものを積層した疑似等方積層により積層されており、
前記補強部は、前記配向方向が90°以外の前記複合材料層に隣接して、前記配向方向が90°以外の前記追加層が積層されていることを特徴とする請求項7に記載の複合材。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008290269A (ja) * | 2007-05-22 | 2008-12-04 | Toyota Motor Corp | 繊維強化樹脂シートに貫通孔を形成する方法 |
JP2009290269A (ja) * | 2008-05-27 | 2009-12-10 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 無線中継増幅装置 |
JP2012035442A (ja) * | 2010-08-04 | 2012-02-23 | Toyota Motor Corp | 繊維強化樹脂部材及び締結構造 |
JP2014211231A (ja) * | 2013-04-05 | 2014-11-13 | シキボウ株式会社 | 複合材軽量継手 |
JP2015189082A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 三菱重工業株式会社 | 複合材構造体、これを備えた航空機翼および航空機胴体、並びに複合材構造体の製造方法 |
US20150314553A1 (en) * | 2013-01-11 | 2015-11-05 | Aircelle | Reinforced structural component made of composite material |
Family Cites Families (6)
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JP2008260142A (ja) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Toyota Motor Corp | 繊維強化樹脂シートに貫通孔を形成する方法 |
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JP2011122885A (ja) * | 2009-12-09 | 2011-06-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 複合材の層間強度の評価方法 |
WO2014116151A1 (en) * | 2013-01-24 | 2014-07-31 | Saab Ab | An aerial skin article with reinforced fastening holes |
US10195817B2 (en) * | 2015-01-02 | 2019-02-05 | The Boeing Company | Skin-stringer design for composite wings |
JP2018063119A (ja) * | 2016-10-11 | 2018-04-19 | 三菱重工業株式会社 | 繊維強化型複合材の破壊強度評価方法 |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008290269A (ja) * | 2007-05-22 | 2008-12-04 | Toyota Motor Corp | 繊維強化樹脂シートに貫通孔を形成する方法 |
JP2009290269A (ja) * | 2008-05-27 | 2009-12-10 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 無線中継増幅装置 |
JP2012035442A (ja) * | 2010-08-04 | 2012-02-23 | Toyota Motor Corp | 繊維強化樹脂部材及び締結構造 |
US20150314553A1 (en) * | 2013-01-11 | 2015-11-05 | Aircelle | Reinforced structural component made of composite material |
JP2014211231A (ja) * | 2013-04-05 | 2014-11-13 | シキボウ株式会社 | 複合材軽量継手 |
JP2015189082A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 三菱重工業株式会社 | 複合材構造体、これを備えた航空機翼および航空機胴体、並びに複合材構造体の製造方法 |
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