| 研究概要 |
本研究は,炭素繊維強化複合材料をはじめとする先進複合材料における層と層,層内の繊維と母材の微視的界面特性を定量的に評価する新しい手法を確立するため,繊維層を埋蔵する複合材料DCDC(Double Cleavage Drilled Compression)試験片を提案し,界面特性の評価因子として界面破壊エネルギを用い,それの定量的な評価アプローチを確立したものである.
まず,数値解析(境界要素法)により,提案したDCDC試験片は,モードIおよびモードIとモードIIの混合モード型変形を得られることをより明確にし,各変形モードでの無次元化された応力拡大係数とき裂進展長さの関係から広範囲な幾何学的形状関数を求めた.
実験では,各変形モード下でのDCDC試験片を作成し,圧縮負荷条件下でき裂進展長さと対応する作用応力を測定し,数値解析で得られた幾何学的形状関数を併用することより繊維/母材界面の破壊エネルギを定量的に評価した.その上,異なる界面状態での評価結果に有意義な差を得られることを明らかにし,本試験法は複合材料の界面特性の定量評価に期待できる新しい評価法であることが確信された.
今後の研究焦点として,異方性と非対称性を有する先進複合材料への応用拡大が不可欠であり,これらの力学特性を考慮した微視的界面特性の評価法の確立に絞りたいと考える.
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