| 研究課題/領域番号 |
09650742
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
複合材料・物性
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
成澤 郁夫 山形大学, 工学部, 教授 (50007184)
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| 研究分担者 |
小滝 雅也 (小瀧 雅也) 山形大学, 工学部, 助手 (00282244)
栗山 卓 山形大学, 工学部, 助教授 (10186520)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1998
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| 研究課題ステータス |
完了 (1998年度)
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| 配分額 *注記 |
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
1998年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1997年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
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| キーワード | 高分子複合材料 / 疲労機構 / 寿命予測 / 超音波音速測定 / 光学顕微鏡観察 / アコースティック・エミッション / 繊維強化高分子 / 疲労破壊 / 寿命評価 / 超音波 / 音速 / 疲労損傷 / AE |
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| 研究概要 |
本研究は、熱可塑性樹脂をマトリックスとしてガラス短繊維を含む高分子複合材料の疲労寿命のデータを集積するとともに、高分子複合材料の疲労のメカニズムを明らかにし、信頼性に富み、迅速な判断が可能な耐久寿命評価方法を確立することを目的とした。
以下に、本研究で得られた主な成果をまとめた。
1. 疲労挙動は以下の3段階に分けられた。
1) 初期段階では、疲労進行とともにtanδおよびAE発生頻度が低下する。
2) 中期段階では、疲労進行とともにtanδおよびAE発生頻度は変化のない定常状態となる。
3) 後期段階では、疲労進行とともにtanδおよびAE発生頻度が増加する。
2. 上記1.の挙動は負荷応力レベルにより変化した。すなわち、負荷応力が低くなるほど、tanδおよびAE発生頻度は減少するとともに、全寿命にしめる後期段階の割合は著しく減少した。
3. 疲労進行中での平均音速変化においても上記1.の挙動と対応した。とくに、負荷応力が高いとき、平均音速は初期から低下し、後期段階に変わるとともにその減少度が著しくなった。それに対し、後期段階が少ない低負荷レベルになると、初期に音速が増加し一定値となり、後期段階の出現とともに音速は低下するようになる。
4. 上記3.の試験片空間中での音速分布は、負荷応力レベルにより異なる。すなわち、高負荷応力レベルでは、音速低下は、試験片中央部に局在化するのに対して、負荷応力レベルが低下すると、音速変化は小さくなるとともに、その分布は一様化した。
5. 上記1.から4.よりN66/SGF疲労破壊には下記に示すような二種類の機構が存在することを明らかにした。
1) 疲労損傷が局所化され破壊に至るTypeA型(負荷応力レベルの高い低寿命において現れる)
2) 疲労損傷が局所化されず、試験片全体に分散した後、破壊に至るTypeB型(負荷応力レベルの低い高寿命において現れる)
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