1995 Fiscal Year Annual Research Report
構造・材料同時最適設計のための複合材料システムの微視的損傷発生・進展評価法の構築
| Project/Area Number |
06555291
|
|---|
| Research Institution | The Univiersity of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
武田 展雄 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (10171646)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
榎 学 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (70201960)
岸 輝雄 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (40011085)
|
|---|
| Keywords | 複合材料 / 微視的損傷 / 微小細線 / 層間変形 / 層間剥離 / き裂 |
|---|
| Research Abstract |
本研究では,耐熱高分子をマトリックスとする繊維強化複合材料の,最も基本的な積層構成である0°/90°層からなるクロスプライ(直交)積層板を用い,(1)90°層内の初期マトリックスクラック発生,(2)マルティプルマトリックスクラック発生,(3)マトリックスクラック端部からの層間剥離発生,の各段階におけるミクロな変形・破壊プロセスを,負荷装置を付加した光学顕微鏡(OM),走査型電子顕微鏡(SEM)および走査型超音波顕微鏡(SAM)を用いる負荷中のその場観察により定量的に明らかにし,マイクロメカニクスの理論解析の実験的検証を行うことを目的とした.本年度はとくに疲労負荷下での評価を中心に行った.
1.実験材料としては,標準材としての180℃硬化従来型エポキシ樹脂(TGDDM/DDS系),およびそれを高靱化したものをマトリックスとするカーボン繊維強化複合材料とした.積層構成としては,基本的なクロスプライ[0/90n/0](n=4,8,12)を用いた.また,層間剥離発生を抑制する目的で,層間に樹脂層を導入した積層板を製作し,損傷プロセスに与える効果を明らかにした.
2.室温における負荷中OM,SEMまたはSAM内のその場観察装置を用いて、(1)90°層内の初期マトリックスクラック発生,(2)マルティプルマトリックスクラック発生,(3)マトリックスクラック端部からの層間剥離発生,の各段階におけるミクロな変形・破壊プロセスを各負荷段階でその場観察した.
3.微小細線を試験片端面に印刷し,SEMその場観察により層間の微視的変形・損傷を定量的に明らかにした.
4.繰り返し疲労負荷下における損傷プロセスをレプリカ法により観察し,単調準静的負荷下での挙動との相違を明らかにし、その定式化に成功した.
|
-
[Publications] J. K. Kim, D. S. Kim, N. Takeda: "Notched Strength and Fracture Criterion in Fabric Composite Plates Containing a Circular Hole" J. Composite Materials. 29(7). 982-998 (1995)
-
[Publications] 木村浩巳,武田展雄,久保村健二: "高弾性率CFRPのDNS試験による層間剪断強度評価とその破壊挙動" 日本接着学会誌. 31(4). 136-144 (1995)
-
[Publications] S. Ogihara, N. Takeda: "Interaction between Transverse Cracks and Delaminction during Damage Progress in CFRP Cross-Ply Laminates" Composites Science and Technology. 54(4). 395-404 (1995)
-
[Publications] N. Takeda, S. Ogihara, A. Kobayashi: "Microscopic Fatigue Damage Progress in CFRP Cross-Ply Laminates" Composites. 26(12). 859-868 (1995)
-
[Publications] N. Tanaka, M. Tohdoh, K. Takahashi: "Interlamiaor Fracture Toughness Dcgradstion of Radiation-Damaged GFRP and CFRP Composites" Advanced Composite Materials. 4(4). 343-354 (1995)
-
[Publications] 武田展雄,新妻香規,荻原慎二,小林昭: "CFRPクロスプライ積層板における熱残留応力の実験的評価" 材料システム. 14. 73-78 (1995)
