多孔質セラミックスの疲労損傷機構の力学的モデリング

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10875022
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 田中 啓介 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (80026244)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 拓 名古屋大学, 難処理人工物研究センター, 講師 (80236629) ; 秋庭 義明 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (00212431)
• Keywords: 多孔質セラミックス / 切欠き効果 / 破壊力学 / R曲線 / 炭化ケイ素 / 非線形変形 / 疲労損傷 / コーティング

Research Abstract

1.多孔質炭化ケイ素の平滑材の4点曲げ試験において、モーメントと引張側および圧縮側のひずみとの間の関係は非線形となるが、これより引張側および圧縮側の真応力とひずみの関係を求めることが出来る。
2.切欠き寸法が0.1mmの切欠きは破壊起点とならないが、0.2mm以上では破壊起点となり、材料の固有欠陥寸法は0.1〜0.2mm程度で炭化ケイ素粒子の大きさとほぼ等しい。
3.荷重と圧縮側のひずみのコンプライアンスより、き裂進展量を評価して、R曲線を求めた。R曲線は、切欠き深さにあまり依存せず、切欠き材の破壊を予測する手法として有力である。
4.多孔質セラミックスの平滑材疲労寿命が2母数ワイブル分布で表された。また、疲労過程中には、永久たわみが蓄積する。
5.切欠き材に関して、疲労の進行はコンプライアンスの変化としてとらえることができる。き裂は、おもにバインダー層を進展していく。
6.遮熱セラミックスコーティングの変形においても、多孔体としての非線形挙動および層間すべりが重要な役割を果たしている。

Research Products

• [Publications] K.Tanaka: "Notch Fracture Strength of Porous Ceramics"Asian Pacific Conference on Fracture and Strength. KR01 (1999)
• [Publications] 田中啓介: "多孔質炭化ケイ素の平滑材および切欠材の曲げ強度"日本機械学会論文集(A編). 65・640. 2385-2392 (1999)
• [Publications] 田中啓介: "熱遮へいコーティング膜の力学挙動のX線的研究"材料. 49・1. 117-122 (2000)
• [Publications] 田中啓介: "脱塵フイルター用多孔質炭化ケイ素の繰返し疲労寿命"材料. 49・3(掲載予定). (2000)
• [Publications] 田中啓介: "多孔質炭化ケイ素セラミックスの切欠き材における疲労損傷機構"日本機械学会2000年次大会. (発表予定). (2000)