1992 Fiscal Year Annual Research Report
繊維強化金属基複合材料の組合せ・多軸応力動的環境強度に関する研究
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03452109
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| Research Institution | KYOTO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
駒井 謙治郎 京都大学, 工学部, 教授 (70025948)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
城下 荘平 京都大学, 工学部, 助手 (80026252)
箕島 弘二 京都大学, 工学部, 助教授 (50174107)
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| Keywords | 金属基複合材料 / SiCウィスカ / アルミナ繊維 / 破壊 / 引張・ねじり組合せ応力 / 疲労 / 高温 / 真空 |
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| Research Abstract |
本年度は,γアルミナ長繊維強化アルミニウムとSiCウィスカ強化A合金を選び,真空,高温環境下における,単軸応力下と実用上重要である引張・ねじり組合せ応力下の実働荷重条件下における疲労を含む機械的性質と動的環境強度,およびその破壊機構について検討した.得られた結果をまとめると以下のようである.1)ウィスカを含有することにより,室温から300℃の範囲内で,引張・ねじり組合せ応力下の引張強度,弾性率は,母材金属から上昇するが,破断伸びは低下する.このウィスカによる強化はとくに室温下で顕著である.2)組合せ・多軸応力下の強度はTsai-Hillの破壊基準で定まる.3)ウィスカを含有することにより,引張・ねじり組合せ応力下をふくめ,疲労強度は母材疲労強度から向上する.この向上はとくに室温下の高応力下で顕著である.4)ウィスカ強化材の引張・ねじり組合せ応力下の疲労強度は,室温,高温下を含めて,軸応力成分が大きいとき主応力支配であるのに対して,ねじり応力成分が大きくなると相当応力支配に遷移する.5)アルミナ長繊維強化金属の真空中の引張強度,疲労強度は室温大気中強度より上昇する.6)アルミナ繊維強化金属の高応力下では大気中疲労強度に及ぼす応力比効果は見られないが,低応力下では,繊維方向き裂による圧縮応力下での繊維のバックリングにより,両振り応力下の疲労強度は片振り応力下の疲労強度から減少する.さらに,破壊起点部の電子顕微鏡による観察,電子顕微鏡中でその場観察引張試験を実施することにより実環境下の動的応力下の破壊機構について検討を加えた.
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[Publications] Kenjiro Komai: "Tensile and Tension-Tension Fatigue Fracture Behavior of γ-Al_2O_3/Al Metal Matrix Composites at Room and Elevated Temperature" Second Symposium on Fractography of Modern Engineering Materials,ASTM. 10- (1992)
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[Publications] 駒井 謙治郎: "SiCウィスカ強化Al合金の組合せ引張・ねじり荷重下の疲労特性" 日本材料学会第21回疲労シンポジウム. 151-154 (1992)
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[Publications] 駒井 謙治郎: "SiCウィスカ強化Al合金の組合せ引張・ねじり荷重下の高温疲労特性" 日本機械学会関西支部第68期定時総会講演会講演論文集No.934-1. 61-63 (1993)
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[Publications] Kenjiro Komai: "Tensile and Tension-Tension Fatigue Fracture Behavior of γ-Al_2O_3/Al Metal Matrix Composites at Room and Elevated Temperature" Second Symposium of Fractography of Modern Engineering Materials:Composites and Metals,ASTM STP 1203,. (1993)
