1/26 ＜粘弾性挙動並びに時間－時間温度換算則の理解＞ プラスチック成形品の残留の応力発生機構と解放機構 ～粘弾性に起因する残留応力の発生と解放を予測する～

金沢工業大学名誉教授 工学博士
コンサルＳＭＳ 代表　新保 實　氏

　プラスチックは他の材料に比べて、材料定数が時間並びに温度によって著しく変化します。材料定数が時間と温度によって変化する特性を粘弾性挙動と言います。粘弾性挙動は、時間や温度によって同一材料でも、ある場所では粘性、ある場所では弾性、そしてある場所では粘弾性といった振る舞いをします。このような粘弾性挙動に起因して、プラスチック成形品には成形時に残留応力が生ずる場合があります。この残留応力は、成形後に粘弾性挙動に起因して解放され、寸法変化や破壊等の経時的な不良を引き起こします。

　プラスチックの粘弾性挙動の時間と温度依存性には、時間－温度換算則が成立し、この法則を用いて残留応力解放に伴う変形や強度の長期予測、及び繊維強化プラスチックの諸特性の長期予測も可能となります。

　ここでは、プラスチックの最も重要な粘弾性挙動の解釈法とその利用法、そして粘弾性挙動に伴う残留応力の発生機構及び解放機構を説明します。さらに、時間－温度換算則の確認方法と、この換算則を用いた残留応力の解放に伴う変形及び強度の予測法、加速試験法等の各事象への利用方法について説明します。最後に、残留応力低減の新しい種々の射出成形法を紹介します。

＜得られる知識、技術＞
・プラスチックの基本特性である粘弾性特性及び熱粘弾性特性が理解できる。
・残留応力の発生機構が理解できる。
・残留応力の理論的、実験的解析方法が理解できる。
・残留応力の低減方法並びに積極的な利用法が修得できる。
・粘弾性特性・熱粘弾性特性を基準とした強度、変形の力学的取扱いの基礎が修得できる。
・粘弾性特性に成立する時間－温度換算則の概念が修得できる。
・時間－温度換算則を用いた強度、変形の長期予測法と信頼性評価法の基礎が修得できる。
・残留応力+溶剤による耐ストレスクラッキング性が修得できる。
・残留応力低減の新射出成形法が習得できる。

＜プログラム＞
１．プラスチックの最も重要な基本特性
　1.1 弾性・粘性・粘弾性の解釈法
　1.2 弾性・粘性・粘弾性の利用方法
　1.3 粘弾性に伴う特異現象（クリープ挙動、緩和挙動）

２．プラスチックの力学の基礎
　2.1 プラスチックの応力とひずみの理解
　2.2 粘弾性挙動と粘弾性モデル
　2.3 応力－ひずみ関係式（構成方程式）
　　　・応力－ひずみ関係式の誘導方法 

３．粘弾性挙動に伴う残留応力の発生機構
　3.1 残留応力の発生要因の分類
　3.2 硬化過程で生じる残留応力の発生機構
　3.3 冷却過程で生じる残留応力の発生機構
　3.4 残留応力の理論的・実験的解析手法

４．時間－温度換算則の解釈とその利用方法
　4.1 時間－温度換算則の基礎概念
　4.2 時間－温度換算則の確認方法
　4.3 時間－温度移動因子（アーレニュウス型、WLF型）
　4.4 時間－温度換算則の利用方法

５．時間－温度換算則を用いた各種事象の予測方法
　5.1 クリープ変形の長期予測法
　5.2 残留応力開放に伴う変形の長期予測法
　5.3 CFRPの変形、強度の経時的変化の予測方法
　5.4 諸特性の加速試験方法

６．残留応力低減の新射出成形法の紹介
　6.1 GAP（Gas・Assist・Pressure：ガスアシストプレッシャー法））について
　6.2 GCPを用いた射出発泡成形法、射出中空成形法、射出圧空成形法

　　□質疑応答□

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