| 研究概要 |
先進材料として多用されつつある複合材の変形及び破壊のメカニズムは従来の材料とは異なり,異種材料界面の破壊の発生及びその拡大に支配されるところが大きい.したがって,その界面近傍の微視的な変形・破壊挙動を明らかにし,複合材の巨視的な強度を評価することは,複合材の利用の安全性あるいは機能の向上とも深く関わりを持ち重要である.
本研究では,昨年の研究成果を踏まえて研究を実施し以下の結果を得た.
1.繊維強化複合材の破壊様式のうち,異種材料の界面から発生する破壊挙動に注目し,単繊維とマトリクスからなる微視的単位要素にマクロに均一な各種衝撃荷重を加え,界面における変形の不均一の発生と成長ならびにマトリクスにおける変形の局所化の様式を,各種材料の組み合わせならびに各種寸法・形状について,理論的な面から,有限要素法を援用した変形の局所化解析により検討を加え,その挙動の特徴を明らかにした.
2.複合材に用いられている繊維ならびにマトリクス材の複合負荷ならびに繰り返し負荷の下での変形応答を,軽容量の試験機と試験データ取り込み実験的に検討し,上記1のモデル化において使い易い形の構成式として表示した.
3.単位繊維とマトリクスからなる微視的単位要素の集合体としての複合材の巨視的な変形挙動を,非局所的な性質を示す連続体として表現する手法を提案し,その有限要素法を定式化した.
4.3.において定式化した巨視的な連続体に各種負荷を加え,微視的な変形・破壊挙動が如何なる形式で巨視的な変形・破壊挙動と関連しているかを詳細に検討した.
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