高強度CFRPの混合モード疲労き裂進展のメゾメカニックス的研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07455052
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 田中 啓介 名古屋大学, 工学部, 教授 (80026244)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 拓 名古屋大学, 工学部, 助手 (80236629) ; 秋庭 義明 名古屋大学, 工学部, 助教授 (00212431)
• Keywords: 複合材料 / CFRP / 混合モード / 層間はく離 / メゾメカニックス / 破壊力学

Research Abstract

1.層間はく離疲労き裂進展のSEM内その場観察
(1)SEM内でモードIおよびモードII層間はく離疲労き裂進展試験を行うための負荷治具を開発した.
(2)疲労試験中のSEM画像データを採取し,画像処理を行うシステムを構築した.
(3)モードIおよびモードII層間疲労き裂進展のその場観察を行い,き裂先端近傍での疲労微視破壊の形態を明らかにするとともに,モードIとIIの比較を行った.今後この観察結果をもとに,モードIおよびモードII疲労破壊のメゾメカニックスモデルを構築する.
2.一方向強化CFRPの混合モード疲労き裂進展試験
一方向強化CFRPの混合モード層間疲労き裂進展試験を混合モード曲げ法によって行った.その結果として,疲労き裂進展特性に及ぼす混合モード比の影響および応力比の影響が明らかとなった.
3.メゾメカニックス解析手法の検討
メゾメカニックス破壊解析のための数値計算プログラムを作成した.解析には2次元境界要素法を用い,CFRPを均質材料と見るマクロ解析と,き裂先端近傍の繊維相と母相を区別したメゾ解析のハイブリッド計算を行う.この解析プログラムを用いて,母相の微小樹脂き裂の発生・成長解析を実施し,強化繊維による樹脂き裂の阻止効果の初期的な検討を行った。

Research Products

• [Publications] Keisuke Tanaka: "Meso-Mechanics of Fatigue Crack Propagation" Proc.of 38th Japan Cong.Mater.Res.38. 8-14 (1995)
• [Publications] 田中 拓: "負の応力比のもとでのCFRP積層板のモードII層間はく離の進展挙動" 日本機械学会論文集(A編). 61. 876-882 (1995)
• [Publications] Keisuke Tanaka: "Near-Threshold Propagation of Delamination Fatigue Cracks" Materials Science Research International. 1. 100-107 (1995)
• [Publications] Hiroshi Tanaka: "Propagation of Interlaminar Cracks in Carbon/Epoxy Laminates under Mode I and II Loadings" Composite'95. 577-583 (1995)
• [Publications] 田中啓介: "モードI繰返し荷重を受けるCFRPの層間き裂進展に及ぼす応力比の影響" 材料. 44. 960-966 (1995)
• [Publications] Hiroshi Tanaka: "Mixed-Mode Growth of Interlaminar Cracks in Carbon/Epoxy Laminates under Cycli Loading" Proceedings of ICCM-10. 181-188 (1995)