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複合材料の疲労損傷機構の解明に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 04402021
研究種目

一般研究(A)

配分区分補助金
研究分野 航空宇宙工学
研究機関九州大学

研究代表者

久能 和夫  九州大学, 工学部, 教授 (90128009)

研究分担者 小野 幸生  九州大学, 工学部, 助手 (90038092)
宇田 暢秀  九州大学, 工学部, 助教授 (20160260)
桜井 晃  九州大学, 工学部, 教授 (80037952)
研究期間 (年度) 1992 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
31,400千円 (直接経費: 31,400千円)
1994年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1993年度: 20,500千円 (直接経費: 20,500千円)
1992年度: 8,400千円 (直接経費: 8,400千円)
キーワード複合材料 / 疲労 / 剥離進展 / AE / 損傷 / 破損モード / PEEK母材 / エポキシ母材 / ひずみ測定
研究概要

疲労損傷進行に伴う荷重低下を避けること,一定繰返回数毎の剛性低下率測定やレプリカ採取を確実に行うことなどを目的として,疲労試験機をパーソナルコンピュータから制御するプログラムの開発を行った.疲労試験片のタブ部での破損を防ぐために有限要素法を用いた応力解析により,タブのテ-パ部にウレタンを挿入した試験片の設計を行い,信頼性の高い疲労試験結果を得ることができた.引張繰返荷重を受ける±45度試験片についてはエポキシ母材がPEEK母材より剛性低下率が大きく,破断繰返数はかなり小さいことがわかった.[±45]_<4s>エポキシ母材の場合自由縁のクラック発生密度とAEカウント数については繰返数100回を越えたところで急激に増加する.擬似等方性板が引張繰返荷重を受ける場合については引張荷重方向が変化することによって,また母材の違いによって破損モードが大きく変化することがわかった.圧縮繰返荷重を受ける試験片の場合,積層構成の違いによる破断応力の差はあまり大きくない.繰返数に対する剛性低下率については破断繰返数の30%から低下し,破断直前において60%程度に低下することが明らかになった.エポキシ母材とPEEK母材の破損モードはかなり違っており,エポキシ母材の脆性とPEEK母材の延性の特徴が観察された.
複合材料積層板についての理論的な研究については,一般化準3次元古典積層理論によるモード別ひずみエネルギー解放率の計算方法を開発した.この方法は有限要素法による計算結果と比較して有用性を確認しているので,疲労試験による破損進展機構を解明する有力な手段となっている.

報告書

(4件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 1992 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (19件)

  • [文献書誌] K.Kunoo: "Generalized Quasi-Three Dimensional Analysis of Composite Laminates with Unsymmetrically Located Free-Edge Delaminations" Theoretical and Applied Mechanics. 41. 137-146 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小野原 薫: "自由縁層間剥離を有する複合材積層板の最終破壊強度" 九州大学工学集報. 66. 173-179 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Uda: "Stress Field in Postbuckled Composite Stiffeners Loaded in Compression" Proc.Int.Conf.on Advanced Composite Materials. 315-321 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kunoo: "Free-Edge Effects of Composite Laminates" Proc.Asian-Paciffic Conf.on Aerospace Technology and Science. 206-211 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Uda: "Postbuckling Analysis of Composite Stiffeners Using Shear Deformation Theory" Proc.Asian-Pacific Conf.on Aerospace Technology and Science. 212-217 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Uda: "A Simplified Method for Determining Mode Components of Strain Energy Release Rate of Free-Edge Delaminations in Composite Laminates" Theoretical and Applied Mechanics. 44. (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Uda: "A Simplified Method for Determining the Str ain Energy Release Rate Components of Free-Edge Delaminations in Composite Laminates" The Tenth International Conference on Composite Materials (ICCM-10). 10. (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kunoo: "Generalized Quasi-Three Dimensional Analysis of Composite Laminates with Unsymmetrically Located Free-Edge Delaminations" Theoretical and Applied Mechanics. vol.41. (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Onohara: "Ultimate Strength of Composite Laminates with Free-Edge Delamination" Technology Reports of Kyushu University. vol.66, No.3. (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Uda: "Stree Field in Postbuckled Composite Stiffeners Loaded in Compression" Proc.Int.Conf.on Advanced Composite Materials. (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kunoo: "Free-Edge Effects of Composite Laminates" Proc.Asian-Pacific Conf.on Aerospace Technology and Science. (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Uda: "Postbuckling Analysis of Composite Stiffeners Using Shear Deformation Theory" Proc. Asian-Pacific Conf. on Aerospace Technology and Science. (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Uda: "A Slimplified Method for Determining the Strain Energy Release Rate Components of Free-Edge Delaminations in Composite Laminates" The Tenth International Conference on Composite Materials (ICCM-10). (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Uda: "A Simplified Method for Determining Mode Components of Strain Energy Release Rate of Free-Edge Delaminations in Composite Laminates" Theoretical and Applied Mechanics. (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kumoo: "Free-Edge Effects of Composite Laminates" Proc.Asian-Pacific Conf.on Aerospace Technology and Science. 206-211 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] N.Uda: "Postbuckling Analysis of Composite Stiffeners Using Shear Deformation Theory" Proc.Asian-Pacific Conf.on Aerospace Technology and Science. 212-217 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 小野原 薫: "自由縁層間剥離を有する複合材積層板の最終破壊強度" 九州大学工学集報. 66. 173-179 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] N.Uda: "Stress Field in Postbuckled Composite Stiffeners Loaded in Comp-ression" Proc.Int.Conf.on Advanced Composite Materials. 315-321 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kunoo: "Generalized Quasi-Three Dimensional Analysis of Composite Laminates with Unsymmetrically Located Free-Edge Delaminations" Theoretical and Applied Mechanics. 41. 137-146 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書

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公開日: 1992-04-01   更新日: 2016-04-21  

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