| 研究概要 |
1.本研究の目的は,長繊維で強化されたセラミックス基複合材料の衝撃曲げ試験に際して,正確な測定データを入手する条件を探索すること,およびその条件の下において各種複合材料の簡便な衝撃破壊試験が行えるような試験装置を開発して行くことであった.
2.ホプキンソン法を主体として,10m/s程度までの衝撃負荷試験条件下でセラミックス基複合材料の衝撃試験を行った.その結果,負荷の瞬間に試験片が支持治具から浮き上がったり,試験片自身が振動を起こしたりして,それが荷重-変位関係にノイズとなって重畳した.分担者の小川は以前より,立ち上がりの緩やかなランプ衝撃波を導入する手法によって振動の少ない荷重-変位関係を得ているが,同様の手法は,本研究対象のセラミックス基複合材料に対しても有効であることが今回の実験で確かめられた.
3.試験片の振動と試験片破壊時に発生する補強繊維の破断に付随するAE信号とは,歪みゲージからの出力をハイパスフィルターで処理することによって,ほぼ完全に分離できることが明らかになった.
4.カーボン長繊維強化の窒化ケイ素の引っ張り強度は,速度依存性を持たなかったが,繊維間の剪断強度は変形速度の増加と共に明確に増加した.一方チラノ繊維結合体の引っ張りと剪断強度は,変形速度の上昇,測定環境温度の低下と共に上昇した.
5.以上の長繊維強化型セラミックス基複合材料の曲げ衝撃破壊に関する基礎的な調査研究結果を参考にしながら,設置面積の小さな入力棒落下型の簡便な衝撃破壊試験機を試作し,その作動状況を確認することができた.
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