積層構成がFW製FRP円筒のエネルギー吸収特性に及ぼす影響

摘要

繊維強化プラスチック（FRP)は金属材料と比較して比強度，比剛性が高いため，燃費向上が急務となってい る自動車分野において金属の代替材料として適用が検討されており，その中でFRP円筒は軽量で優れたエネルギ 一吸収能力を有するため，衝撃吸収部材への適用が検討されてきた自動車の前面衝突時の衝撃を吸収するク ラッシュボックスの荷重-変位においては，衝突直後に荷重が立ち上がる際のオーバーシュートが小さいこと， 安定した荷重で変位が増加することが求められている.これまでのFRP円筒を衝撃吸収部材に適用する研究で は，強化材に炭素繊維を用いた供試体が多くなつているが，著者らは価格と機械的特性のバランスが取れ たガラス«隹に注目し，？凡用品であるEガラス«隹と，価格を抑えながら強度と弾性率を向上させた高強度ガラ スIt維(HMEガラス繊維)に用いて，フィラメントワインデイング（FW)法でGFRP円筒（E-GFRP, HME-GFRP)を成形し，巻き角度がエネルギー吸収特性に与える影響について調査を行った結果，巻き角度を軸方向に 対して±45°と±60°としたHME-GFRPの比エネルギー吸収量は，同じ巻き角度のCFRP円筒と同等の値になるこ とを示した(7). E-GFRPの比エネルギー吸収量はHME-GFRPと比較すると低くなつたが，両者の破壊形態と巻き 角度の影響は同じであった.そこで本研究では，積層構成がエネルギー吸収特性に与える影響について調査する ため，外側に90°層を有するE-GFRPを成形し，単一の巻き角度で成形したE-GFRPとエネルギー吸収特性を比 較した結果について報告する.