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Development of a system evaluating mixed mode fracture toughness by small specimen for advanced materials

Research Project

Project/Area Number 07555621
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section試験
Research Field Materials/Mechanics of materials
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

TOHGO Keiichiro  Shizuoka University, Faculty of Engineering, Professor, 工学部, 教授 (10155492)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) ARAKI Hiroyasu  Shizuoka University, Faculty of Engineering, Research Associate, 工学部, 助手 (60115433)
ISHII Hitoshi  Shizuoka University, Faculty of Engineering, Professor, 工学部, 教授 (90022235)
Project Period (FY) 1995 – 1996
Project Status Completed (Fiscal Year 1996)
Budget Amount *help
¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 1996: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Keywords破壊靱性評価システム / 混合モード破壊靱性 / 先進材料 / 小型試験片 / き裂変位計 / 画像処理
Research Abstract

小型試験片による混合モード破壊靱性評価システムの基本的概念は、曲げとせん断を受ける片側き裂試験片を用い、J積分J_1、J_<11>(モードI、モードII成分)は、それぞれ曲げモーメント-き裂開口角関係、せん断力-き裂せん断変位関係より求めるもので、システムは卓上形精密万能試験機、混合モード負荷治具、混合モード変位計、パーソナル・コンピュータから構成されている。
1)任意の小型試験片が容易に保持でき、モードIからモードIIにわたる任意の混合モード負荷が実現できる治具を開発した。小型試験片を保持する試験片ホルダーを介して混合モード負荷を与えるものとした。
2)混合モードき裂変位計として、高性能CCDカメラによる画像データをコンピュータに取り込み、画像処理によりJ積分の解析に必要な混合モードき裂のき裂開口角、き裂せん断変位を計測することとした。CCDカメラにより取り込まれたき裂変形の画像より、き裂開口角とき裂せん断変位を求めるソフトウエア、および曲げモーメントとき裂開口角の関係、せん断力とき裂せん断変位の関係を作り、J積分J_1、J_<11>を解析するソフトウエアの開発をした。
3)開発された小型試験片用混合モード負荷治具、混合モード変位計および計測システム、J積分解析ソフトウエアの統合化を行い、システムを完成させた。
4)完成されたシステムをガラス粒子分散強化ナイロン66複合材料のモードI、モードII破壊靱性評価に応用した結果、本システムは簡便性、精度を備えたモードIからモードIIにわたる混合モードき裂の弾塑性破壊靱性評価システムであることを確認した。さらに、データ解析ソフトウエアを改良するならば、一層、簡便性、精度を上げることができる。

Report

(3 results)
  • 1996 Annual Research Report   Final Research Report Summary
  • 1995 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

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All Publications (9 results)

  • [Publications] 東郷敬一郎: "アルミニウム合金における混合モード弾塑性破壊靱性の材料依存性" 日本機械学会講演論文集. 95-1. 298-299 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 Final Research Report Summary
  • [Publications] 東郷敬一郎: "一方向CFRPのスプリッティング破壊靱性に及ぼすマトリックス樹脂の影響" 日本機械学会論文集. 61. 959-964 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 Final Research Report Summary
  • [Publications] Keiichiro Tohgo: "Fracture Toughness for splitting and Dclamination In carbon Fiber Reintorced Thermoplastic Laminate" Proceedings of Composites'95. 537-544 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 Final Research Report Summary
  • [Publications] Kazuma Mochizuki: "Numerical Study on Material-Dependency of Fracture Thughness in Aluminum Alloys" Proceedings of JSSUME'96. 67-72 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 Final Research Report Summary
  • [Publications] 東郷敬一郎: "ガラス粒子強化ナイロン66複合材料の弾塑性破壊靱性" 日本機械学会講演論文集. 97-1(発表予定). (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 Final Research Report Summary
  • [Publications] 東郷敬一郎: "アルミニウム合金における混合モード破壊靱性の材料依存性に関する解析的研究" 日本機械学会講演論文集. 97-1(発表予定). (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 Final Research Report Summary
  • [Publications] Kazuma Mochizuki: "Numerical Study on Material-Dependency of Fracture Toughness in Aluminum Alloys" Proceedings of JSSUME'96. 67-72 (1996)

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      1996 Annual Research Report
  • [Publications] 東郷敬一郎: "ガラス粒子強化ナイロン66複合材料の弾塑性破壊靱性" 日本機械学会講演論文集. 97-1(発表予定). (1997)

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      1996 Annual Research Report
  • [Publications] 東郷敬一郎: "アルミニウム合金における混合モード破壊靱性の材料依存性に関する解析的研究" 日本機械学会講演論文集. 97-1(発表予定). (1997)

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      1996 Annual Research Report

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Published: 1996-04-01   Modified: 2016-04-21  

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