1994 Fiscal Year Annual Research Report
炭素繊維強化複合材料の構造設計のための強度・寿命評価システムの開発
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04555029
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
村上 澄男 名古屋大学, 工学部, 教授 (10023053)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
津島 栄樹 東燃(株), CFプロジェクト, チームリーダー
河井 昌道 筑波大学, 構造工学系, 講師 (90169673)
座古 勝 大阪大学, 工学部, 教授 (40170831)
田中 英一 名古屋大学, 工学部, 助教授 (00111831)
金川 靖 名古屋大学, 工学部, 助教授 (90023481)
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| Keywords | 炭素繊維強化複合材料 / 疲労寿命 / 疲労損過程 / 非弾性変形挙動 / 損傷力学的解析 / 多軸繰返し負荷 / 寿命評価 |
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| Research Abstract |
平成5年度までに繰返し負荷の下での変形挙動および疲労に伴う内部損傷の発生・発展について実験的ならびに理論的に検討を加えてきた。これまで明らかとなった疲労損傷機構に基づいて,疲労過程にある積層材料の残存寿命を非破壊的に推定するため,アコースティックエミッション法を取りあげた。また、繰返し負荷による力学特性の変化を内部損傷の発生・発展過程としてとらえ,非弾性変形挙動を定式化した。得られた結論を以下に示す。
1.繰返し負荷中に発生するAE信号のパワースペクトルを調らべることによって非破壊的にマトリックスき裂,層間はく離あるいは繊維破断の発生・発展がモニターでき,従来の研究成果と合せることにより残存寿命をかなり正確に予測することができる。したがって、変形挙動の定式化と合まって寿命予測システムを開発できることが明らかとなった。
2.長繊維強化複合材料の損傷機構は非常に複雑であるが,損傷力学の枠組みの内で巨視的な観点から力学特性の変化を定式化することができた。これらを記述するための材料パラメータは非常に少なく,これらを普遍的な構成式へ発展させるための基礎を作ることができた。
3.上記定式化において,古典的積層理論に損傷力学を導入するとともに,接着層における変形を考慮することにより,実測値をより正確に記述した。
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[Publications] 金川,石田,村上,田中: "Observation of Interval Damage and Inelastic Deformation of Graphitey Epoxy Tubes [±45°]4 under Cyclic Axial loocling" Soience and Engineering of Composite Materials. 3. 111-121 (1994)
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[Publications] 金川,村上,小坂,白,石田: "損傷を考慮したCFRRの非弾性変形挙動の解析" 日本複合材料学会誌. 21. 27-33 (1995)
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[Publications] 村上,金川,石田,川崎: "Obervation of Interval Damage and Intlastic Deformation of Graphitel Epoxy Laminate Tubues under Cyclic Tcension-Compression" Proc.IUTAM Synposium.Deumark. (in press). (1995)
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[Publications] 石田,金川,村上,安田: "CFRP[±45°]4積層円管の繰返し引張-圧縮応力下における内部損傷の発達と定量的評価" 日本機械学会論文集. 3月号(掲載決定). (1995)
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[Publications] 清水,村上,金川,田中,中嶋: "Stochastic Simuration of Impact Damage Process" Proc.38th Japan Coug.on Mat.Res.4月(刊行予定). (1995)
