Experimental characterization of thermal shock and ballistic impact damages in 3D-woven CMC

• Project/Area Number: 18360406
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Aerospace engineering
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: OGI Keiji Ehime University, 大学院・理工学研究科, 教授 (70281194)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): OKABE Tomonaga 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50344164) ; TAKAHASHI Manabu 愛媛大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (20274334)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥12,940,000 (Direct Cost: ¥11,500,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2008: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2007: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2006: ¥6,700,000 (Direct Cost: ¥6,700,000)
• Keywords: CMC / 飛翔体 / FOD / 熱衝撃

Research Abstract

三次元織物セラミックス複合材料(CMC)における熱衝撃および高温暴露後の飛翔体損傷挙動を実験及び解析を通して, 総合的かつ系統的にまとめた。さらに, 以上の結果を二次元織物CMCやセラミックス単体における損傷挙動とも比較した。その結果, ある臨界エネルギー以下ではクレーターと多重破壊が生じ, 臨界エネルギー以上ではスポール破壊が生じること, 熱衝撃および高温暴露により脆性破壊モードに移行することが判明した。

Research Products

• [Journal Article] 多孔質セラミックスの破壊特性とそのモデル解析 (2009)
  • Author(s): 堤三佳
  • Journal Title: 材料システム 27 Pages: 35-41
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 繊維強化セラミックスの破断ひずみに界面特性がおよぼす効果 (2008)
  • Author(s): 山下耕司, 岡部朋永
  • Journal Title: 材料 57 Pages: 448-452
  • NAID: 130002085691
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 損傷許容発現先進無気孔型SiCの熱衝撃破壊特性 (2008)
  • Author(s): 松田伸也, 高橋学, 尾上拓史, 黄木景二, 松下正史, 岡部永年, 大藤弘明
  • Journal Title: 日本機械学会論文集A編 74 Pages: 1156-1163
  • NAID: 110006873922
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 多孔質セラミックスの破壊特性とそのモデル解析 (2008)
  • Author(s): 堤三佳, 黄木景二, 岡部永年, 生宗健治
  • Journal Title: 材料システム 27 Pages: 35-41
  • NAID: 130007987206
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 繊維強化セラミックスの破断ひずみに界面特性がおよぼす効果 (2008)
  • Author(s): 山下耕司
  • Journal Title: 材料 57 Pages: 448-453
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 損傷許容発現先進無気孔型SiCの熱衝撃破壊特性 (2008)
  • Author(s): 松田伸也
  • Journal Title: 日本機械学会論文集A編 74 Pages: 1156-1163
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 飛翔球衝突によるセラミック平板の損傷挙動 (2006)
  • Author(s): 高橋学, 黄木景二, 岡部永年, 秋月洋輔, 柴崎史郎
  • Journal Title: 日本機械学会論文集A編 72 Pages: 2045-2049
  • NAID: 110006153380
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 飛翔球衝突によるセラミック平板の損傷挙動 (2006)
  • Author(s): 高橋学
  • Journal Title: 日本機械学会論文集(A編) 72・724 Pages: 2045-2049
  • NAID: 110006153380
• [Presentation] 2次元平織CMCにおける飛翔体衝突損傷挙動の実験的解明 (2009)
  • Author(s): 中村司, 矢代茂樹, 黄木景二
  • Organizer: 日本材料学会第58期学術講演会
  • Place of Presentation: 松山
  • Year and Date: 2009-05-22
• [Presentation] 織物CMCにおける飛翔体衝突損傷挙動 (2009)
  • Author(s): 黄木景二, 岡部朋永
  • Organizer: 東北大学複合材料研究センター第4回複合材料セミナー
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2009-04-03
• [Presentation] Characterization of high speed impact damage in CFRP laminates for aircraft (2009)
  • Author(s): K. Ogi
  • Organizer: Korea-Japan Green Composites Workshop
  • Place of Presentation: Seoul
  • Year and Date: 2009-03-28
• [Presentation] CFRP平板における飛翔体衝突損傷有限要素解析 (2009)
  • Author(s): 田中孝明, 黄木景二, 矢代茂樹, 高橋学, 岡部朋永, 吉村彰記
  • Organizer: 日本機械学会中国四国学生会第39回学生員卒業研究発表講演会
  • Place of Presentation: 宇部
  • Year and Date: 2009-03-05
• [Presentation] 炭素繊維強化複合材料積層板の高速衝撃損傷挙動とその解析 (2008)
  • Author(s): 吉村彰記, 小笠原俊夫, 黄木景二, 久田英晃
  • Organizer: 日本複合材料学会第33回複合材料シンポジウム
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2008-10-27
• [Presentation] CFRP平板における飛翔体衝突損傷解析 (2008)
  • Author(s): 三好且洋, 黄木景二, 矢代茂樹, 高橋学, 岡部朋永, 吉村彰記
  • Organizer: 日本複合材料学会第33回複合材料シンポジウム
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2008-10-27
• [Presentation] 損傷許容性を有するセラミックスの熱衝撃破壊特性 (2008)
  • Author(s): 尾上拓史
  • Organizer: 日本機械学会M\&M2008材料力学カンファレンス
  • Place of Presentation: 草津
  • Year and Date: 2008-09-16
• [Presentation] 損傷許容性を有する多孔質セラミックスの曲げ強度に及ぼす寸法効果依存性 (2008)
  • Author(s): 林浩平
  • Organizer: 日本機械学会M\&M2008材料力学カンファレンス
  • Place of Presentation: 草津
  • Year and Date: 2008-09-16
• [Presentation] Effect of thermal shock on ballistic impact damage in ceramic matrix composites (2008)
  • Author(s): K. Ogi, S. Yashiro , A. Yoshimura, T. Okabe, A. Yoshimura and T. Ogasawara
  • Organizer: Proceedings of the US- Japan Conference on Composite Materials
  • Place of Presentation: Tokyo
  • Year and Date: 2008-06-06
• [Presentation] Effect of thermal shock on ballistic impact damage in ceramic matrix composites (2008)
  • Author(s): K. Ogi
  • Organizer: The 13th US-Japan Conference on Composite Materials
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-06-06
• [Presentation] 多孔質セラミックの熱衝撃環境下における損傷評価 (2008)
  • Author(s): 浅田建人
  • Organizer: 日本材料学会四国支部第7回学術講演会
  • Place of Presentation: 徳島
  • Year and Date: 2008-04-19
• [Presentation] 飛翔体衝突を受けたセラミック材料の表面損傷挙動 (2008)
  • Author(s): 中岡善治, 久田英晃, 松田伸也, 高橋学, 黄木景二
  • Organizer: 日本機械学会中国四国学生会第38回学生員卒業研究発表講演会
  • Place of Presentation: 東広島
  • Year and Date: 2008-03-06
• [Presentation] 飛翔体衝突を受けたセラミック材料の表面損傷挙動 (2008)
  • Author(s): 高橋 学
  • Organizer: 日本機械学会中国四国学生会
  • Place of Presentation: 東広島市
  • Year and Date: 2008-03-06
• [Presentation] Characterization of foreign object damage in ceramics and ceramic matrix composites (2007)
  • Author(s): K.Ogi
  • Organizer: Proceedings of JISSE-10
  • Place of Presentation: 東京都江東区
  • Year and Date: 2007-11-30
• [Presentation] Characterization of foreign object damage in ceramics and ceramic matrix composites (2007)
  • Author(s): K. Ogi, M. Takahashi, T. Okabe, A. Yoshimura and S. Yashiro
  • Organizer: JISSE-10
  • Place of Presentation: Tokyo
  • Year and Date: 2007-11-29
• [Presentation] Ballistic Impact Damage Behavior in Composite Plates (2007)
  • Author(s): K. Ogi, S. Yashiro, T. Okabe and A. Yoshimura
  • Organizer: The 6th Korea-Japan Joint Symposium on Composite Materials
  • Place of Presentation: Pohang
  • Year and Date: 2007-11-01
• [Presentation] Ballistic Impact Damage Behavior in Composite Plates (2007)
  • Author(s): K.Ogi
  • Organizer: Proceedings of the 6th Korea-Japan Joint Symposium on Composite Materials
  • Place of Presentation: Pohan(韓国)
  • Year and Date: 2007-11-01
• [Presentation] 繊維強化複合材料の飛翔体衝突損傷 (2007)
  • Author(s): 久田 英晃
  • Organizer: 日本複合材料学会第32回複合材料シンポジウム
  • Place of Presentation: 長崎市
  • Year and Date: 2007-10-25
• [Presentation] 繊維強化複合材料の飛翔体衝突損傷 (2007)
  • Author(s): 久田英晃, 黄木景二, 矢代茂樹, 吉村彰記, 岡部朋永
  • Organizer: 第32回複合材料シンポジウム
  • Place of Presentation: 長崎
  • Year and Date: 2007-10-18
• [Presentation] 複合材料平板における飛翔球衝突による損傷 (2007)
  • Author(s): 黄木景二, 岡部朋永, 久田英晃
  • Organizer: 第49回構造強度に関する講演会
  • Place of Presentation: 福島
  • Year and Date: 2007-07-27
• [Presentation] 複合材料平板における飛翔球衝突による損傷 (2007)
  • Author(s): 黄木 景二
  • Organizer: 日本航空宇宙学会第49回構造強度に関する講演会
  • Place of Presentation: 福島市
  • Year and Date: 2007-07-27
• [Presentation] CFRPにおける飛翔体衝突損傷挙動 (2007)
  • Author(s): 久田 英晃
  • Organizer: 日本材料学会四国支部第6回学術講演会
  • Place of Presentation: 高知県土佐山田町
  • Year and Date: 2007-04-20
• [Presentation] 飛翔球衝突におけるセラミックスの衝撃強度特性 (2007)
  • Author(s): 秋月洋輔, 高橋学, 黄木景二, 岡部永年, 柴崎司郎
  • Organizer: 日本機械学会中国四国支部第45期総会・講演会
  • Place of Presentation: 徳島
  • Year and Date: 2007-03-07