CFRPの物性値について

質問

現在大学の授業で軽量の車椅子を設計しています。
そのフレーム構造にCFRPというものを使いたいのですが、物性値にどのくらいの値を入れるのかで迷っています。
今考えているのはヤング率が50GPaで、降伏応力が500MPaで、ポアソン比が0.3で、質量密度が1.6ｇ/cm＾3です。
実際にパイプのフレームに使われる場合はどのくらいの値のものを使っているのかを知りたいです。今回はコンピュータで解析をするだけなので金がかかるなどの問題は考慮していません。
もし私が考えている値がおかしいなどありましたら教えていただけないでしょうか。よろしくお願いいたします。

回答No.1

noname#230359

前回の質問に納得できる回答がつかなかったようですね。
炭素繊維自体の引張弾性率は，200～650GPa程度，引張強度（降伏応力ではありませんが）3000～6000MPa程度あるようですね。（ネットですぐ検索できます）
炭素繊維をどの方向にどれだけ配列するかでCFRPの強度は決まってくると思いますが，一例として，参考URLに示した材料では，６５％の充填率で弾性率147GPa,引張強度2600MPa（kg／mm2から換算）の値が示されています。（もちろん，この値は，炭素繊維方向です）
単に，引っ張り応力を受ける材料であれば，ポアソン比0.3，質量密度1.6gcm^3の程度の値で計算すれば宜しいかと思います。しかし，ご質問の真意はもう少し深いところにあるように思います。部材の受ける応力によって，適切な部材形状，炭素繊維の配列などがあろうかと思います。（等方性材料として解析したのでは明らかに不十分ですよね）
とりあえず，理解できる範囲でさらっと解析して，後は指導教官にご指導頂いたら如何でしょうか。

参考URL：

http://www.m-kagaku.co.jp/business/library/l-line.htm

お礼

今回はそこまで丁寧に解析しないでもよいという指導教官の指示があったので、適当な値を選択することにしました。
前回に続き、回答していただきありがとうございました。