2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Hyper-velocity-impact Resistance of Laminated Ceramics and Elucidation of the Mechanism
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17K06792
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
田邊 靖博 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70163607)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 衝突・衝撃 / 接合 / FRP・樹脂 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
セラミックスの物性値を精緻に制御する技術の開発を念頭に，900～1,500 m/sの高速度域において、アルミナセラミックス積層体の気孔率などの物性値が耐衝撃特性に与える影響を考察した。さらに、積層順序や積層間・表裏面への有機繊維および炭素繊維強化FRPの接着および積層条件が耐衝撃特性に与える影響を考察し，次の成果を得た。
（１）積層条件を変更し、衝突層に低気孔率（高密度）板、以降の層に高気孔率（低密度）板を用いた組合せ試料は、低気孔率（高密度）板と高気孔率（低密度）板両者の長所を兼ね備えており、優れた耐衝撃特性を発揮する。
（２）2-a) 衝突面への高強度有機繊維FRP接着試料は、損失体積（試料自身へのダメージ）を大きく減少させ、飛翔体衝突による飛散破片が新たなデブリとなることなく、2回目の飛翔体衝突に対しても、耐衝撃特性の低下は考えられるものの、防護板としての役割を果たすことができる、2-b) 積層および接着に使用する樹脂の違いによる耐衝撃特性への影響は小さい、2-c) 衝突面へのPAN系CFRP接着試料は、破断歪みの高さにより、損失体積（試料自身へのダメージ）が小さい、2-d) 高強度有機繊維は、PAN繊維やPitch繊維と比べて、破断歪みと断面積が大きく、耐衝撃特性に優れていること、2-e) 背面への高強度有機繊維FRP接着は、アルミニウム板凹み深さ（守るべき試料背面へのダメージ）の減少には大きな効果が期待できない。
（３）3-a) 衝突速度1,400 m/s以上のスチール飛翔体では、飛翔体の破壊および飛翔体運動エネルギーの分散ができず、試料貫通さらにはアルミニウム板貫入をもたらす。3-b) 900～1,400 m/sの速度域では、高強度有機繊維FRP接着アルミナセラミックス積層体のスペースデブリを想定したアルミニウム飛翔体衝突に対する安全レベルは充分に高い。
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