FRPについての特別講義

東京大学工学部で3年生向けに開講している「構造力学」の授業の一環として行われたFRP(繊維強化プラスティック)についての特別講義をまとめました。
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そけ @asukeiku

FRPは木材と違って、繊維からできているので、いくらでも大きくできる。

2011-05-18 13:51:02
そけ @asukeiku

木材は、もし内部にクラックや空洞があると途端に弱くなる。FRPはそのような可能性は考えられず、安定した強度を誇る。

2011-05-18 13:53:18
そけ @asukeiku

FRPは、それ自体はふにゃふにゃな繊維を、樹脂で固めることによって一気に強化している。

2011-05-18 13:58:19
そけ @asukeiku

ガラス繊維→ガラス材料を溶融して紡糸、生成する。

2011-05-18 13:58:48
そけ @asukeiku

カーボン繊維→PAN系、ピッチ系の二種。どちらも日本で発明・開発された。

2011-05-18 13:59:42
そけ @asukeiku

アラミド系→防弾チョッキやヘリコプターなどに使われる。

2011-05-18 14:00:26
そけ @asukeiku

CFRPを使う時の注意点→繊維の入っていない方向への力に弱い。せんいを置く方向によって強度が変わる。

2011-05-18 14:02:11
そけ @asukeiku

FRPは突然破壊する。(鉄のように塑性変形せず、一気に破壊する)

2011-05-18 14:04:11
そけ @asukeiku

FRPは小型飛行機の主構造として使われている。(アルミは複雑な曲げ加工が難しい)

2011-05-18 14:06:36
そけ @asukeiku

戦闘機も、なめらかな形を作るために、外壁はほとんどFRP。

2011-05-18 14:08:54
そけ @asukeiku

大型旅客機のFRP使用比率→ A300 4.5% A320 15% B777 10% A380 23% B787 50%

2011-05-18 14:11:59
そけ @asukeiku

船へのFRPの利用→漁船やプレジャーボート、ヨット、掃海艇などに1960年代から利用。掃海艇は、金属を探知して爆発する機雷を除去するために、FRP製。ただし、日本だけは二年前まで木で作っていたww

2011-05-18 14:19:04
そけ @asukeiku

自動車では割と早くから使われている。ロータスは1959年にオールFRPでモノコック構造の自動車を作っている。(鉄によるモノコック構造自動車ができる前の話)

2011-05-18 14:21:39
そけ @asukeiku

ただ、量産自動車分野ではFRPの使用は費用対効果・生産性がわるい。現在ではオーダーメイドの高級車やF1に主に使われている。

2011-05-18 14:24:13
そけ @asukeiku

風力発電のブレードもFRP。現在の世界最大の風力発電は1基で7Mワット、風車の直径160メートル。

2011-05-18 14:27:27
翼が折れたきたきつね @northfox_wind

このサイズはさすがにでかいですね。ただ構造的・強度的には大変そうです。日本国内は最大が3MWだったでしょうか  RT @asukeiku: 風力発電のブレードもFRP。現在の世界最大の風力発電は1基で7Mワット、風車の直径160メートル。

2011-05-18 15:19:46
そけ @asukeiku

海底資源の掘削も、深さが大きくなると、鉄では自重が支えきれないので、FRPに白羽の矢が立っている。

2011-05-18 14:37:37
そけ @asukeiku

(FRP特別講義、終わり)

2011-05-18 14:38:02