2001 Fiscal Year Annual Research Report
リングバースト試験を利用したFW-FRP圧力容器の簡便強度評価法の開発
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12555181
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
若山 修一 東京都立大学, 工学研究科, 助教授 (00191726)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀出 明広 静岡理工科大学, 理工学部, 助手 (20329519)
鈴木 茂 IHIエアロスペース(株), 製造部・技術課, 課長(研究職)
小林 訓史 東京都立大学, 工学研究科, 助手 (80326016)
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| Keywords | リングバースト試験 / FW-FRP圧力容器 / 非破壊検査 / AE / バースト強度 / 疲労試験 / トランスバースクラック / 層間はく離 |
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| Research Abstract |
FW-FRP圧力容器は航空宇宙分野のロケットモータケースや圧縮天然ガス自動車用燃料タンクなどに適用されている.FW圧力容器の簡便な試験法としてASTMで規定されているNOLリング試験があげられるが,この試験においては正確な周方向引張状態が得られないという欠点があげられる.さらに,欠陥・損傷が破壊挙動及び強度低下に及ぼす影響を理解する,あるいは非破壊検査の一種であるAE法のFRP圧力容器への適用にあたりAE特性評価を行うためには,FRP層内あるいは層間での破壊挙動観察はその破壊機構の解明には大きな利点となると考えられる.そこで,正確な強度評価試験法に加えてFW-FRP圧力容器の破壊機構を解明するための破壊挙動観察が可能な試験法の開発が望まれる.
円周巻きFRP複合材料の引張強度評価法として,FRP層内及び層間での破壊挙動のその場観察が可能なリングバースト試験法があげられるが,本年度はこれを用い,実容器において問題となっている,樹脂割れの発生・進展に伴うフープ方向の強度劣化機構の解明を目的とし,研究を行った.特徴として次のことがあげられる.
(1)切り欠きを導入したリングバースト試験片を対象とし,切り欠き底から繊維方向に沿って進展する樹脂割れの挙動を可視化することができた.また,実容器の実験結果と比較することにより,実容器における樹脂割れの進展をリングバースト試験によって,模擬することが可能なことを示した.
(2)樹脂割れの可視化が可能となることにより,内圧と樹脂割れの進展量を得ることが可能となり,
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[Publications] 堀出明広: "FW-FRPリングの簡便試験による変形挙動および強度特性"日本複合材料学会2001年度研究発表講演会予稿集. 13-14 (2001)
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[Publications] 小林 訓史: "微視的損傷を有する複合材料積層板のせん断弾性率の評価"日本複合材料学会2001年度研究発表講演会予稿集. 37-38 (2001)
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[Publications] 堀出明広: "FW-FRPリングの機械的特性の評価(試験片肉厚が評価特性に及ぼす影響)"日本機械学会2001年度年次大会講演論文集. V. 63-64 (2001)
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[Publications] 小林 訓史: "疲労負荷下における耐熱CFRP積層板のクラック進展予測"第9回機械材料・材料加工技術講演会 講演論文集. 5-6 (2001)
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[Publications] Shuichi Wakayama: "Evaluation of the Burst Strength of FW-FRP Composite Pipes with Low-Modulus Carbon Fiber after Impact"Proceedings of The Seventh Japan International SAMPE Symposium. 531-534 (2001)
