2016 Fiscal Year Annual Research Report
Effect of CFRP degradation on ejecta due to hypervelocity impact and thermal cycle
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26420012
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
西田 政弘 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60282828)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 材料力学 / 衝撃強度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
三年間の科研費（ｃ）の最終年度である平成２８年度には，二段式軽ガスガンを用いて加速させた直径 １ｍｍをアルミニウム合金球を炭素繊維強化複合板（CFRP板）に衝突させた．CFRP板には，UD材を擬似等方になるように配向 [45º/45º/0º/0º/-45º/-45º/90º/90º]sに16層，積層した厚さ0.7 mmの板を用いた．「研究実施計画」に従い，実験方法は，ＩＳＯ規格（11227:2012）に準拠したアルミニウム合金球（A2017）を用いて実験を行った．試験片の材図は，サイズは75 mm ×100 mmとし，高崎量子応用研究所のコバルト60ガンマ線照射施設にて照射を行い，線量率1 kGy/hで500時間照射， 10 kGy/hで1000 時間照射した2種類のCFRP板（照射線量 0.5 MGyおよび10 MGy）を準備した．なお，ガンマ線照射中は，空気の影響を避けるため，真空のガラスアンプル中に封入して，照射を行い，空気の影響を調べるために，真空のガラスアンプル中に封入していない材料も用いた．
比較的低速度の2.5 km/sにおいては，照射量 0.5 MGyのとき，飛翔体による貫通孔が大きく，つまり破損領域が大きくなり，さらに照射量を増やした 10 MGyのときでは，照射無しと貫通孔がほぼ同じになり，破損領域が照射量に比例せず，複雑な挙動を示したことをX線CTにより確認した．一方で，高速領域の5 km/sでは，照射量に関係なく貫通孔径はほぼ同じであった．実験チャンバーから回収した破片を分析したところ，2.5 km/sでは，照射量とともに，ターゲット後方へ噴出した破砕物のサイズは小さくなり，回収量は少なくなった．5 km/sでは，破砕物に照射量との傾向はみられなかった．材料の化学変化を，フーリエ変換赤外分光法（FTIR）およびラマン分光により分析したところ，フーリエ変換赤外分光法（FTIR）では，飽和アミンもしくはベンゼン環に相当する1600cm-1において，明確な変化がみられた．
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