2020 Fiscal Year Annual Research Report
Strength evaluation on finger joint adhesive bonding for CFRP laminates.
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18K04571
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
岩堀 豊 明治大学, 理工学部, 専任教授 (50358636)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 接着接合 / 複合材料 / CFRP |
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| Outline of Annual Research Achievements |
CFRP積層板に組継接合を適用した場合の継手強度に関する力学的な関連性を調べるため，ピッチ及び組継深さをパラメータとし，組継が荷重と直行する方向に設けられたTシリーズ，組継が荷重方向に設けられたLシリーズについての供試体を製作し，引張試験を実施し強度試験中の観察，強度評価，構造解析を実施した．
Tシリーズについては，CFRP積層板における接合部の層間破壊モードが主となり，接着接合継手強度の増加は望めないことが明らかとなった．組継加工端部の角から層間剥離が発生し進展するため，組継深さが大きいほど顕著になる．また，組継深さが深い場合，残存部が薄くなるとともに，被着材組継部に発生する層間はく離間隔が長くなり，層間剥離を助長する幾何形状となることが原因であると推定される．
Lシリーズについては，接着接合継手の強度増加が見込めるとともに，接着面積と強度には相関関係があることが明らかになった．また，組継深さが深いほど，強度も増加することが確認された．これは，組継深さが増加すると，接着されているCFRP板どうしの中立軸間隔が近くなり，発生モーメントが小さくなることによることが影響しているものと考えられる．一方，今回の試験では強度がばらつく傾向にあり，Lシリーズについては，接着面積の増加のみならず，組継深さ，ピッチによって破壊モードが変わる可能性が示唆された．
組継を適用したCFRP積層板の接着接合は，組継深さ，ピッチ及び層間強度と接着強度を考慮する必要がある．荷重方向に組み継ぐLシリーズの方式は，通常接着の約3倍の荷重を負担できることがわかり，これまで強度不足の箇所には有効な接着方式になると考えられる．しかし，破壊の様相が複雑であり，安定して高強度接着接合構造を設計するためには，組継パラメータと破壊モードをさらに丹念に調べることが必要であることが明らかとなった．
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