複合材料工学
担当者橋本 敬三教員紹介
学年・開講期3年次 前期  [理工学部 航空宇宙工学科]
科目の種類専門基礎
区分・単位選必 2単位
科目ナンバー2D303

授業の概要(ねらい)

現在、航空機および宇宙機には炭素繊維複合材料をはじめとする複合材料が主要な構造材料として使われています。複合材料についての基礎的知識とその特徴を理解しておくことは航空技術者として重要です。以下の項目を講義します。
1.現在広く使用されている繊維強化複合材の繊維についてその構造、製造法等について
2.マトリックス樹脂についてその分類、特徴について
3.複合材料の機械的性質:複合則と破壊則について
4.複合材の積層理論と複合材の最適設計について
この授業ではDP2に関する知識、技法を修得します。

授業の到達目標

前半では複合材料とは何か?から出発し,炭素繊維をはじめとする繊維,マトリックスとなるプラスチックについて理解します。後半は弾性力学に基づいた複合理論と積層理論を学びます。複合材料を応用する際、目的に応じて複合材料を選択し、最適設計ができるようになることが目標です。

成績評価の方法および基準

複合材を構成する繊維とマトリックス樹脂について理解します。複合材の最適設計についてある程度の強度計算ができるようになることを目指します。評価は期末試験(80%)とレポート課題(20%)によって評価します。レポート課題はLMSに解説をアップします。

教科書・参考文献

種別書名著者・編者発行所
教科書
参考文献航空機材料新航空工学講座(4)日本航空技術協会 ISBN-13: 978-4902151541

準備学修の内容

資料を配布しますから、よく読んで、予習をしておいてください。わからない技術用語についてはあらかじめ調べておいてください。『予習』は出てきた技術用語を調査する(1時間)。『復習』はLMSの資料を参考にノートを作成し、LMSの確認テストを行う(2時間)。

その他履修上の注意事項

前半 複合材料を構成する材料について (柳原尚久)、後半 複合材料の機械的性質 (橋本敬三)の順で講義を行います。LMSに参考資料を載せます。

授業内容

授業内容
第1回高分子の合成(1):連鎖反応と付加重合反応
第2回高分子の合成(2):逐次反応と縮合重合反応、他
第3回高分子の物性(1):融点とガラス転移温度
第4回高分子の物性(2):耐熱性と強靭性
第5回複合材料(1):複合材料のマトリックス
第6回複合材料(2):代表的なFRP、FRMとFRC
第7回複合材料(3):各種複合材料の応用例
第8回異方性をもつ材料の弾性力学
第9回複合材料の複合則
第10回複合材料の破壊理論
第11回複合材料の積層理論その1(角度θに配向した複合材の弾性係数)
第12回複合材料の積層理論その2(+θ、-θ積層した交差積層材の特徴)
第13回固体ロケットを例にした複合材料の最適設計
第14回航空機・宇宙機に使われる複合材料
第15回テスト、まとめ