1998 Fiscal Year Annual Research Report
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08650113
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
合田 公一 山口大学, 工学部, 助教授 (10153743)
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| Keywords | 複合材料 / 強度 / 信頼性 / 繊維破断 / ワイブル分布 / マルコフ過程 / chain-of-bundles / シミュレーション |
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| Research Abstract |
本年度は繊維強化型複合材料の強度信頼性を高める特性発現性を解析的に見いだすことを目指し、複合材料内の繊維破断点が集積しながら成長(以下、クラスターと呼ぶ)する現象を状態推移として表現することによって2次元配列Chain-of-bundles確率モデルヘマルコフ過程の導入を図った。クラスターの変化を1状態および2状態出生過程で表わすことにより、2種類のマルコフグラフから与えられる連立常微分方程式から破壊確率曲線を解析的に導出した。題材として連続ボロン繊維強化アルミニウム材を想定した結果、クラスターの成長につれて両過程ともに低寿命域における分布の傾きが大きくなり、破壊確率曲線はマスターカーブに近づいた。また、2状熊出生過程による確率曲線は1状熊出生過程のものより良好な寿命発現性を呈した。これらを従来の数値的手法であるPitt-Phoenixモデルと比較した結果、確率曲線はわずかに過小評価されるものの概ね一致した。また、この手法を拡張し、繊維破断に付随する界面はく離やマトリックス割れを考慮したマルコフ過程についても検討した。状態推移条件として界面はく離比を定義し、この比によって界面はく離とマトリックス割れが分岐するマルコフグラフを作成した結果、従来の実験事実やFEMによるシミュレーション結果と定性的に一致することを見いだした。さらに、本手法を3次元配列Chain-of-bundles確率モデルに対応できるようマルコフグラフを拡張し、上記の傾向が発現されることを確認した。
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[Publications] 合田公一: "Chain-of-Bundles確率モデルへのマルコフ過程の適用と寿命分布解析" 材料. 47巻5号. 464-471 (1998)
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[Publications] Koichi Goda: "Application of Markov Process to Chain-of-bundles Probability Model for the Lifetime Distribution Analysis of Fibrous Composites" Proc.8th European Conference on Composite Materials. 3巻. 97-103 (1998)
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[Publications] Koichi Goda: "Lifetime Distribution Analysis of Unidirectional Fiber Composites by Markor Process" Computer Methods in Composite Materials. 6巻. 287-296 (1998)
