2021 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of Very High Cycle Fatigue Property of CFRP Laminate by using Ultrasonic Fatigue Testing Machine
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19K04071
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
島村 佳伸 静岡大学, 工学部, 教授 (80272673)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 朋之 静岡大学, 工学部, 准教授 (30377840)
細井 厚志 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60424800)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 炭素繊維強化プラスチック / 積層板 / 超音波疲労試験 / 超高サイクル疲労 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，金属の超高サイクル疲労試験に用いられている超音波疲労試験技術を応用して炭素繊維強化エポキシ積層板の加速疲労試験を実施し，炭素繊維強化エポキシ積層板の超高サイクル域での疲労挙動・疲労特性を解明することを目的とするものである．超音波疲労試験装置により，擬似等方性積層板と直交積層板の超高サイクル域までの疲労試験を実施する際に，定期的に疲労試験を中断し，疲労損傷の発生寿命（具体的には９０°層におけるマトリックス割れの発生寿命）も取得した．その結果，マトリックス割れの発生寿命，疲労破損寿命ともに，超高サイクル域においても右下がりに下がり続けた．すなわち疲労限度は見られなかった．さらに，マトリックス割れの発生寿命に関して，細井らにより提案されている修正Walkerモデルを用いて，高サイクルまでの疲労試験結果との比較検討を実施した．その結果，マトリックス割れの発生寿命に関してはひずみ速度の影響は小さく，修正Walkerモデルを用いて超高サイクルまでの疲労特性の予測が可能となる可能性が高いことが示された．また顕微サーモグラフィーカメラを用いて試験片側面の最大応力振幅部の発熱分布のその場計測を実施し，疲労負荷との関係を実験的に検討した．その結果，従来の報告と異なり，超高サイクル疲労強度以下から超高サイクル疲労が生じる応力振幅の範囲において試験片発熱の応力振幅依存性に折れ曲がり点は存在しないことが明らかとなった．このことは，超高サイクル疲労域においてS-N特性の折れ曲がりが生じないことに対応しており，CFRPの疲労の素過程を考える上で重要な示唆を与える結果である．
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Research Products
(1 results)
