月刊名工研・技術情報 電子版 令和 4 年 6 月号

※NMIRI : Nagoya Municipal Industrial Research Institute【技術紹介】【お知らせ】

材料特性・構造特集
・マルチスケール解析による物性予測
・CFRP 積層板に生じたクラックの進展様相
・吸音材の特性インピーダンスと伝搬定数
令和４年度 公益財団法人ＪＫＡ 補助事業交付式
工業研究所をご活用ください【技術紹介】
マルチスケール解析による物性予測
不連続繊維強化樹脂は繊維配向、繊維含有の予測結果を示します。図１からアスペクト比が大率、繊維長などが機械特性と密接な関係にあるこきくなることで応力が増加していることが分かりまとが知られています。しかし、繊維長などを意図的す。しかし、今回のケースではアスペクト比が 68 をに調整し、機械特性との関係を実験から把握する

超えると応力の増加は収束傾向になります。また、ことが困難なケースもあります。このような場合、構アスペクト比はヤング率よりも強度に影響を及ぼし造解析をマルチスケール解析と連成させたシミュレていることが分かります。このようにマルチスケーーションが有効となります。図１に簡易的な構造解

ル解析と構造解析を連成させることで不連続繊維析モデルを用いて樹脂に内含される繊維のアスペ強化樹脂における機械特性の予測や繊維の状態クト比（繊維長）を変えた場合の応力-ひずみ曲線が機械特性に及ぼす影響を検証することが可能となり開発期間の短縮などが期待できます。また、マルチスケール解析ではアスペクト比以外にも繊維配向や繊維含有率が機械特性に及ぼす影響についても検証することができます。当所ではスキャナ法による繊維長測定や X 線 CT 装置による繊維配向解析も実施しております。ご興味のある方はお気軽にお問い合わせください。
(生産システム研究室 近藤 光一郎）

図 1 アスペクト比を変えた応力-ひずみ曲線

TEL(052)654-9892

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CFRP 積層板に生じたクラックの進展様相
CFRP（炭素繊維強化プラスチック）は軽くて強いの長さを測定しました。4000 サイクル時の蛍ことから、近年様々な製品に使用されつつありま

光浸透探傷法による微視的損傷の様相を図 1す。しかしながら、孔の開いたCFRP積層板に引張に示し、スプリッティング長さとサイクル数の関りの負荷が加わると孔の周りに微視的損傷が発生係を図２に示します。

し、これらが破壊の要因である層間剥離の起点となる可能性があります1）。そのため、設計時や検査時においては微視的損傷の挙動を把握しておく必要があります。
引張り負荷方向

スプリッティング

図２ スプリッティング長さとサイクル数の関係
サイクル数の増加とともに初めは急速にス１ｍｍ

プリッティングが進展していき、その後徐々に進展が緩やかになっていくことが分かりまし図１ 蛍光浸透探傷法による微視的損傷の観察た。CFRP 積層板に生じたクラックの進展様相の観察についてご興味がある方はお気軽にそこで、スプリッティング（孔の応力集中部を起ご相談ください。

点とした負荷方向と平行方向のクラック）に焦点を1） 「円孔を有する CFRP の微視的損傷の観当てて、その進展挙動を観察しました。最大負荷察」 月刊名工研・研究紹介 No.798，p.3.

荷重を4.9ｋNとし応力比0.1、試験速度5mm/minで(金属材料研究室 深谷 聡）

繰り返し引張り負荷を加えて適宜スプリッティング

TEL(052)654-9859

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吸音材の特性インピーダンスと伝搬定数
空気中を伝わる「音」は、弾性媒質中を伝わる波より材料厚さや背後空気層厚さ(反射面までの距動として音圧ｐ（Pa）と粒子速度ｖ（m/s）により表す

離)を変えたときの吸音材の性能（吸音率）を予測ことができます。両者の関係については電気回路することができます。

における交流電圧と電流の関係に似ており、音圧

図１は通気性のある繊維系材料について当所のを粒子速度で除したものが比音響インピーダンスと垂直入射吸音率測定装置で特性インピーダンスと呼ばれています。この値は無限媒質中を平面波が伝搬定数を測定し、その数値から空気層厚さを変伝播するような場合に媒質固有の値をとることからえたときの吸音率について予測した結果です。実

これを特性インピーダンスといい、空気の場合には測した吸音率とよく一致しています。

415(Pa･s/m)程度の実数値となります。異なる2つの媒質境界においては音の反射や透過が生じますが、境界部の反射率や透過率は両者の特性インピーダンスから計算することができます。
さらに媒質中の減衰や音速に関連した伝搬定数も合わせて考えると、より詳細に音の伝播を計算することができます。例えば自動車の内装部材等にも使用される通気性の良い吸音材の場合には、その特性インピーダンスと伝搬定数は垂直入射型

図１ 繊維系材料の吸音率の予測値と実測値(計測技術研究室 山内 健慈）の吸音率測定装置を使えば測定が可能で、これにTEL(052)654-9877【お知らせ】■ 令和４年度

公益財団法人ＪＫＡ

補助事業交付式

令和 4 年 4 月 22 日に名古屋競輪場で補助事業交付式が行われ、補助事業交付決定通知を授与いただきました。
工業研究所では本補助金を利用し、多くの地域中小企業の利用が見込まれる最新機器を導入し、依頼試験や新技術の開発等の技術支援に活用しています。本年
度は、吸音率・音響透過損失測定システ
ムの導入を予定しています。詳細が決まり次第お伝えさせていただきますのでぜ
ひご活用ください。
写真

補助事業交付式（左 山岡名古屋市経済局参事
右（公財）ＪＫＡ 浅野執行理事）

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工業研究所をご活用ください
受託研究
新製品や新技術の開発には、「受託研究（企業側からは委託研究）」をご利用下さい。当所の職員が企業からの委託を受けて研究を行います。また、委託企業の社員を研究補助員として派遣して頂き、研究作業を共同で行うことも可能です。研究期間は当該年度内の 1 ヶ月以上です。研究費は企業負担とし、研究期間が 6 ヶ月未満の場合は月額 10 万円以上で、6 ヶ月以上の場合は総額 60万円以上で承ります。

打ち合わせ申
し込
み

審査

決
定
通知・支
払
い研
究実
施

報
告

出向きます技術相談「出向きます技術相談」とは、工業研究所の各分野の研究員が企業の現場を訪問させていただき、各企業の実情をお聞きし、技術的課題の解決を図るものです。さらに、工業研究所の技術支援サービス（技術相談、依頼試験、技術指導、受託研究など）につきましても併せてご紹介させていただいております。相談は無料です。
「出向きます技術相談」による訪問をご希望の際は、お気軽に工業研究所までご連絡下さい。企業の分野に応じた適切な研究員が日程調整のうえ、訪問させていただきます。

中小企業技術者研修（公財）名古屋産業振興公社と協力し、幅広い分野の技術者研修を実施しています。コースの内容や令和４年度の予定など、詳しくはこちらをご参照ください。
→ https://www.nipc.or.jp/kougyou/p_training/lecture.html

講演会・講習会
年間を通じ、さまざまなテーマで講演会・講習会を行っています。随時HPやメールマガジンでご案内しております。ぜひご参加ください！
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