その場観察による複合材料界面要素の静的・疲労強度測定システムの開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555032
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 北條 正樹 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70252492)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松原 輝次 株式会社 島津製作所, 主任 ; フィードラー ボドー 京都大学, 大学院・工学研究科, 講師 ; 落合 庄治郎 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30111925)
• Keywords: 複合材料 / 界面強度 / モデル複合材料 / メゾ構造 / その場観察 / 静的強度 / 疲労強度 / 数値解析

Research Abstract

本研究では,モデル複合材料を用いて,走査電子顕微鏡中で界面強度試験を行い,熱残留応力を考慮した応力解析と組み合わせることにより,その定量的評価法を確立することを目的とする.荷重としては,静的荷重のみならず,実用耐久性評価の上で重要な疲労荷重の影響を調べる.そのため,走査電子顕微鏡に10mNまでの制御が可能な電磁式で摺動部のない微小荷重疲労試験システムの組み込みを試みる.本年度の成果は次のように要約される.
(1)微小荷重疲労試験システムの走査電子顕微鏡への組み込みを検討する.特に,アクチュエータの小型化,磁気シールド等の検討を行った.
(2)具体的には,容量1Nの電磁型アクチュエータのコイル,磁気シールドケースを見直すことにより,アクチュエータの小型化を図り走査電子顕微鏡への組み込みを可能とした.
(3)現有の走査電子顕微鏡にアクチュエータを取り付けるための補助試料室を取り付けるとともに,試験装置ステージを組み込むことにより,駆動部を試料室内に取り付けることを可能とした.
(4)Couple fiber shear法を対象として,熱残留応力を考慮した応力解析を行い,繊維間隔,樹脂付着長さが,界面での応力特異性に及ぼす影響について,数値解析により検討した.

Research Products

• [Publications] 北條正樹: "アルミナ繊維/エポキシ一方向積層板の室温大気中におけるモードI・II層間破壊じん性および疲労き裂伝ぱ"材料. 48. 1400-1407 (1999)
• [Publications] 北條正樹: "液体窒素中におけるアルミナ繊維/エポキシ積層板のモードII静的・疲労層間破壊"日本機械学会論文集,A編. 65. 2405-2410 (1999)
• [Publications] Masaki Hojo: "The Role of Interleaf/Base Lamina Interphase in Toughening Mechanism of Interleaf-Toughened CFRP"Proc. 12th International Conference on Composite Materials. (1999)
• [Publications] Masaki Hojo: "Interlaminar Fracture Toughness and Delamination Fatigue of Alumina Giber/Epoxy Laminates in Air and in Liquid Nitrogen"Proceedings of 7th Euro-Japanese Symposium. 1-6 (1999)
• [Publications] Satoshi Matsuda: "Effect of Ionomer Thickness on Mode I Interlaminar Fracture Toughness for Ionomer Toughened CFRP"Composites: Part A. 30. 1311-1319 (1999)
• [Publications] 松田聡: "CF/エポキシ積層板のモードII層間はく離疲労に及ぼす繊維表面処理の影響"材料. 48. 438-445 (1999)