| 研究概要 |
本研究ではこれまでに酸応力環境下におけるEガラス系FRP,Cガラス系FRPにより試験を行うことで,FRPの応力腐食割れは強化繊維の耐食性に大きく依存することが示唆された.そこで,一方向FRPによりこれまでと同様の応力腐食割れ試験を行い,き裂進展に対して0°方向の繊維が進展挙動,下限界特性に及ぼす影響を調査した.また,単繊維モデル試験による樹脂内部繊維の強度劣化と拡散現象の関係を,長期期間に渡り調査した.さらに,き裂先端における微視的損傷観察を行うモデル試験を実施し,環境劣化による破壊過程の変化を調査した.
一方向材による応力腐食割れ試験では,Cガラス繊維を強化材とし,き裂進展挙動を調査した.K_1-da/dt線図より,下限界応力拡大係数の存在が確認された.き裂先端の観察より,き裂面間における繊維架橋現象が確認され,これが下限界特性を支配すると考えられる.また,フラクトグラフィにより純水中での試験では繊維/樹脂界面における破壊が主き裂となる樹脂部に先行することが予測され,界面の先行破壊が繊維架橋を生じさせると考えられた.そこで有限要素解析により,繊維架橋現象を考慮した破壊モデルによりき裂進展方向に対し0°に埋蔵された繊維束が,下限界特性におよぼす影響を調査した.
単繊維モデル試験では,これまでよりもさらに長時間浸漬における劣化挙動の調査を行った.この劣化現象を評価する上で,これまでは応力評価であったが,本年度は界面はく離エネルギによる評価を行った.この結果,吸水飽和以後も界面はく離エネルギは低下するが,一定時間を超えると一定の値に収束することが確認された.
き裂進展を抑制する主因子と考えられる進展方向に垂直に埋蔵された繊維については,より詳細な調査を行った.き裂進展とともに生ずる微小損傷である繊維破断と界面はく離を観察するために,DCDC試験を実施し,界面の状態とき裂進展を抑制する繊維架橋の関係を調査した.
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