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【解析事例】界面特性を考慮したCFRTPの破壊挙動の解析

事例カテゴリ
  • 材料設計
使用モジュール
  • J-OCTA [COGNAC、VSOP]、Digimat-FE/Modeler、LS-DYNA

界面特性を考慮したCFRTPの破壊挙動の解析

目的と手法

界面特性を考慮したCFRTP(UD材)の破壊挙動の解析をLS-DYNAを用い実施した。(図1)
界面の材料特性は、J-OCTAを用いて粗視化分子動力学法を実施し界面改質の有無による界面特性の違いを確認し、それを基にLS-DYNAの材料モデルに与えた。(図2)
解析モデルはDigimat-FEを用いて作成した。計算負荷軽減のため、モデルは2次元(断面モデル)とした。(図3)

図1 LS-DYNA解析条件 図1 LS-DYNA解析条件

図2 J-OCTAによる界面物性の評価 図2 J-OCTAによる界面物性の評価

図3 DigimatによるUD材分散構造(断面)モデルの作成 図3 DigimatによるUD材分散構造(断面)モデルの作成

解析結果

界面特性の違い、および分散構造の違いにより破壊挙動が異なることを繊維直交方向の引張解析で確認できた。
改質なし・凝集構造でははがれた界面を起点として一気に破壊が進んだ。一方、改質あり・分散構造が最も破壊の進行が抑えられることが確認でき、シミュレーションによりミクロ構造が破壊挙動に影響を及ぼすことを確認できた。

図4 LS-DYNAによる解析結果 図4 LS-DYNAによる解析結果

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