2002 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
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え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.本年度は本試験法の疲労試験への適用を目的とし,ロッド及びセグメント・台座間にベアリングを設置することにより,各部材間の摩擦を低減し,繰り返し負荷を与えることを可能とした.実容器においては,充填・使用が繰り返され,それにともない表面の微視的な損傷を起点とし,容器表面からは容易に観察不能な層間はく離等の損傷が進展することにより,残留内圧強度が低下することが考えられる.本研究においては,試験片にノッチを挿入することにより微視的な損傷を模擬し,疲労負荷にともないノッチ先端より発生・進展する層間はく離のその場観察を行い,その挙動を明らかにした.
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[Publications] 堀出 明広: "引張荷重を受ける一方向CFRP積層板のスプリッティングき裂発生"日本複合材料学会2002年度研究発表講演会予稿集. 21-22 (2002)
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[Publications] 小林 訓史: "耐熱CFRP積層板の長期耐久性の評価"第44回構造強度に関する講演会講演集. 92-94 (2002)
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[Publications] 若山 修一: "低弾性炭素繊維を用いたFW-FRP複合圧力容器の内圧強度評価"第27回複合材料シンポジウム講演要旨集. 167-168 (2002)
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[Publications] Shuichi WAKAYAMA: "Improvement of the burst strength of FW-FRP composite pipes after impact using low-modulus amorphous carbon fiber"Advanced Composite Materials. Vol.11 No.3. 319-330 (2003)
