1997 Fiscal Year Annual Research Report
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09650742
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
成澤 郁夫 山形大学, 工学部, 教授 (50007184)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小瀧 雅也 山形大学, 工学部, 助手 (00282244)
栗山 卓 山形大学, 工学部, 助教授 (10186520)
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| Keywords | 繊維強化高分子 / 疲労破壊 / 寿命評価 / 超音波 / 音速 / 疲労損傷 / AE |
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| Research Abstract |
短繊維ガラスで補強した熱可塑性高分子は軽構造用材料として用いられる。そのために疲労特性が重要な力学特性のひとつとなるが、材料の構造が複雑なこともあって疲労破壊機構も不明であり、また寿命評価方法についても未だ確立されていない。
本研究では、ナイロン66に33wt%ガラス繊維を充填した射出成形品をモデル試料として、超音波を用いて疲労破壊機構の解明と疲労寿命の予測を行うことを試みた。一般に射出成形された繊維強化材料では、中心部で繊維が流動方向に対して平行に配向し表面では繊維が厚さ方向に配向する、いわゆる配向が異なるスキン・コア構造をとる。疲労過程ではコンプライアンス疲労初期に低下しその後徐々に増加し、AEの活動は疲労初期と破壊直前に大きく増加することが分かった。
超音波による音速測定の結果では、疲労前の試験片の音速は中心部より表面部での音速が大きかった。また疲労破壊後の音速が最も小さく、疲労前の試験片に見られた中央部と表面部の音速の差は小さくなったが、疲労破壊直前の試験片では、流動配向層にクラック、また試験片端部に繊維の破損が確認でき、また、疲労破壊後の試験片では、クラックや繊維の破損が多数確認でき、音速の低下との相関を明らかにすることができた。音速がこのような材料の疲労損傷のインデックスになる可能性がある。
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