切欠きをもつFRPの疲労強度の新しい評価に法に関する研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02650081
• Research Institution: Fukuoka University
• Principal Investigator: 百武 秀 福岡大学, 工学部, 教授 (70090892)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 俊浩 福岡大学, 工学部, 助手 (80182640) ; 萩尾 照俊 福岡大学, 工学部, 助手 (90078668)
• Keywords: アコ-スチック エミツション / 応力集中 / 強化プラスチック / 切欠き / 寿命予則 / 破壊クライテリオン / 疲労 / 有限要素法

Research Abstract

本研究の目的は,切欠きをもつFRPの破壊のメカニズムを明らかにし,この種の材料の強度評価の手法を確立することにあり,この目的に沿って次の研究を行った.(1)FEMによる切欠底付近の応力解析.(2)FRP切欠材の静的破壊試験における切欠底付近の破壊機構の解明.(3)FRP切欠材の疲労試験における切欠底付近の疲労損傷の評価.これらの研究結果はそれぞれ学会で講演発表し,さらに学会論文集に投稿した.研究実績の概要は以下のとおりである.(1)については,ピン継手部のピン穴付近の応力解析を行った.FRP板をピン継手で接合する例は多く,この問題に関する研究は最近活発である.実験によれば板幅とピン穴径の比が2を境にして破壊の形態が異なる.その理由を,ピン穴付近の弾塑性応力解析で降伏域の進展状況を解明することによって明らかにした.この成果は日本機械学会九州支部総会講演会(平成3年3月14日)で発表の予定である.(2)については,FRP切欠平板の引張試験で切欠底付近に生ずる破壊挙動をAE法およびSEM観察によって調べた.市販のFRPを用いた各種の実験で,切欠底断面全体の破壊に先立ってAEヒットのピ-クが現われること,この段階では切欠底付近に微小なき裂の発生は検出されないことを示し,その理由を切欠底付近の力学的状態を検討することによって明らかにした.この成果は日本材料学会第20回FRPシンポジウム(平成3年3月20日)で発表の予定である.(3)については,切欠材の疲労破損の限界条件式を切欠底付近の力学的状態の厳しさの観点から導き,この条件式の有効性を市販のFRPの平面曲げ疲労試験によって実証した.ここで切欠底付近の疲労損傷を評価のために輝度測定とSEM観察を行った.この成果は日本機械学会全国大会講演会(平成2年9月24日)で発表し,さらに実験を追加して日本機械学会論文集に投稿している.

Research Products

• [Publications] 百武 秀,萩尾 照俊,山本 俊浩: "切欠きをもつFRPの疲労破損の条件" 日本機械学会全国大会構演論文集 Vol.A,No.900ー59. 314-316 (1990)
• [Publications] 山本 俊浩,百武 秀,陳 奇: "FRP板ピン継手部の引張りによる破損の条件" 日本機械学会材料力学講演論文集 No.900ー86. 132-134 (1990)