不完全接着された積層複合板の剥離進展挙動に関する研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06650530
• Research Institution: Daido Institute of Technology
• Principal Investigator: 水澤 富作 大同工業大学, 工学部, 助教授 (60113081)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 酒造 敏廣 大同工業大学, 工学部, 助教授 (90137175) ; 事口 壽男 大同工業大学, 工学部, 教授 (60047305)
• Keywords: 剥離挙動 / 剥離パターン / 積層板 / 不完全接着 / 接着層 / 繊維強化複合材 / 衝撃応答 / 初期損傷

Research Abstract

本研究では、不完全接着した繊維強化型積層複合板の剥離挙動について研究を行った。ここで、提案した剥離モデルは、積層間にエポキシ樹脂などの接着層(ボンド層)を仮定している。接着層または繊維強化層に初期損傷を持つ逆対称クロス・プライ積層板の弾塑性応答解析を行い、接着層の剥離伝播挙動や剥離進展特性について明らかにすることを目的としている。
本研究から得られた主な成果を示すと、以下のように纏められる。
1.面外荷重を受けるエポキシ樹脂で接着し多層構造に設計された繊維強化型積層複合板の剥離挙動は、接着樹脂(ボンド層)の面外せん断強度に大きく依存し、またその大きさにより剥離伝播性状にも差異が見られた。特に、周辺固定され、2層から成る逆対称クロス・プライ積層板の剥離挙動は接着層のせん断強度に大きく依存し、せん断強度の低下により、時間に経過とともに接着層の剥離が固定辺周辺に沿って急激に伝播し、板中央部に進展することが明らかになった。接着層のせん断強度を大きくすると、固定辺から楔形に剥離が板中央部に向かって伝播して行くことが明らかになった。
2.衝撃荷重を受ける繊維強化型積層複合板の剥離挙動に与える初期損傷(局部的な不完全接着)の影響について検討を行い、接着層(ボンド層)の剥離伝播挙動は剥離進展特定について明らかにしている。これより、接着層に局所的な初期損傷(不完全接着)を持つ場合には、その損傷位置により、かなり異なった剥離挙動が示される。不完全接着部の周辺に局部的な応力集中が見られ、剥離がその周辺部から進展してくる。一方、ボンド層を挟む繊維強化層には、強化繊維委方向と垂直な応力が卓越し、時間の経過とともに強化層の塑性化も生じてくることなどを明らかにしている。
今後、これらの研究成果を基に、コンクリート床版の力学特性に与える繊維強化型積層板の補強特性について研究を行う予定である。

Research Products

• [Publications] 鬼頭博史、水澤富作: "衝撃荷重を受ける繊維強化型積層板のはく離応答解析について" 平成6年度土木学会中部支部研究発表会講演概要集. I-15. 33-34 (1995)
• [Publications] 水澤富作、鬼頭博史: "高次せん断変形理論を用いた積層円筒パネルの振動解析について" 平成6年度土木学会中部支部研究発表会講演概要集. I-17. 37-38 (1995)
• [Publications] 水澤富作、鬼頭博史: "繊維強化型複合積層板の衝撃弾塑性応答解析について" 構造工学論文集. Vol.40A. 85-98 (1994)
• [Publications] 水澤富作、鬼頭博史: "高次せん断変形理論に基づくスプライン帯板法を用いた積層複合板の振動解析について" 構造工学論文集. Vol.40A. 71-83 (1994)
• [Publications] 水澤富作、鬼頭博史: "Spline帯板法を用いたクロス・プライ積層円筒シェルの振動解析について" 構造工学における数値解析法シンポジュウム論文集. Vol.18. 156-165 (1994)
• [Publications] 加藤年宏、水澤富作: "Spline prism法を用いた厚肉円筒パネルの自由振動解について" 平成6年度土木学会中部支部研究発表会講演概要集. I-16. 35-36 (1995)