| 研究課題/領域番号 |
09650752
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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 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
向後 保雄 東京理科大学, 基礎工学部, 助教授 (60249935)
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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 |
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
1998年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1997年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
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| キーワード | C / C複合材料 / 二次元強化 / 三次元強化 / ダブテール接合 / 接合強度 / せん断破壊 / 破壊基準 / ダブテ-ル接合 |
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| 研究概要 |
二次元ならびに三次元で強化したC/C複合材料を用いてダブテールを試作し性能評価を行った。二次元強化型ダブテールでは、試験片肩部において積層界面における剪断破壊が生じて破壊した。積層界面強化のために積層方向にピンを打ち込んだ場合にも、著しい改善は認められなかった。
この結果を受けて、三次元強化C/C複合材料製の試験を実施した。三次元強化材では、二次元材の積層方向にも繊維が配向されるため、積層界面特性が著しく改善されることが期待された。その結果、三次元強化材は二次元強化材に比べて飛躍的に破壊応力が向上した。また、高い繊維体積率を有する材料ほど高性能であること、ならびにダブテールの肩部角度が30ﾟの場合に最も高い強度を示すことが明らかになった。
二次元、三次元の試験片について有限要素法による応力解析を行った結果、材料の強さを
越える高い応力集中にもかかわらず、いずれのダブテールも最終的な破壊をしていないことが明らかになった。これは、C/C複合材料内部に存在する欠陥が、応力集中を緩和していることによるものと予想された。また、いずれの場合も破壊形態は剪断破壊であったが、破壊基準としては、剪断破壊面に渡って平均した応力が材料の純粋な剪断強度に達した場合に破壊が起こる、いわゆる「平均剪断応力基準」が適用できることが明らかになった。
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