お问合せ
PAM-RTM 浸透係数のお話
机能
今回は笔础惭-搁罢惭の材料物性である浸透係数のお话です。
前回、笔础惭-搁罢惭は树脂含浸プロセスをシミュレーションするとご绍介しましたが、含浸という言叶はピンと来ない方もいるかと思います。
含浸とは物质の隙间に流体が浸透していく现象を意味します。
有名なものですと地下水の流れが挙げられまして、土の隙间の中に水が通り抜けていく现象といえば、イメージがつきやすいかと思います。
树脂复合材の强化材である织物繊维や一方向材繊维では、繊维と繊维の间に必ず隙间が存在する多孔质メディアとなっています。
复合材の成形は、この繊维の隙间の中に液体状の树脂を染みわたらせるプロセスを踏むことであり、つまり地下水と同じ含浸现象と言えます。
含浸による流れ场は、ダルシー则で解かれることが一般的です。
ダルシー则では、流れの速さは、材质の浸透係数に比例するという计算が行われます。
浸透係数は、パーミアビリテイと呼ばれることもあり、材质の中にどの程度流体が染みわたりやすいかを示した材质固有の物性値となります。繊维の织构造、积层构造、繊维体积含有率に依存することが知られております。
また、ダルシー则における浸透係数は、异方性を持つ物性値として入力?计算することができ、碍1、碍2、碍3という叁つのパラメータで表されます。
碍1、碍2は面内方向の浸透係数、碍3は板厚方向の浸透係数となります。上の図はその碍1、碍2、碍3のイメージ図となります。
右记のアニメーションは、碍1、碍2が异なる値である场合（左）と、碍1、碍2が同じ値である场合（右）の含浸シミュレーションの比较です。
碍1≒碍2の场合、碍値の大きさに対応して楕円状にフローが広がっていきますが、碍1=碍2の场合、真円状にフローが広がっています。
また、左记のアニメーションは、製品表面に非常に高い碍値を持つ材料が配置された含浸アニメーションです。
表面を先行して树脂が流れたのち、板厚方向にゆっくりと染みわたっていく挙动が确认できます。
これは、板厚方向の碍3値が非常に低い物性となっているためであり、碍値が含浸现象を计算する上で非常に重要な物性値であることが理解できます。
Author
青野 芳大 / Yoshihiro Aono
技術本部 VMソリューション部 Metal & Composite Forming セクション セクションマネージャー / Section Manager, Metal & Composite Forming Section, VM Solution Department, Technical Division
2008年 日本イーエスアイ株式会社 入社。薄板金属成形解析業務を担当したのち、現在は樹脂複合材成形解析を兼務。製造業各社に向けた技術サポート、コンサルティング業務に従事。
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