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航空機用繊維強化複合材料の累積疲労損傷の解明と予知

研究課題

研究課題/領域番号 62420023
研究種目

一般研究(A)

配分区分補助金
研究分野 航空宇宙工学
研究機関東京大学

研究代表者

小林 昭  東京大学, 工学部, 教授 (60013637)

研究分担者 大谷 信男  東京大学, 工学部, 助手 (50013701)
武田 展雄  東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (10171646)
橋本 彰三  東京大学, 工学部, 助手 (00013681)
福田 博  東京大学, 工学部, 講師 (40013742)
研究期間 (年度) 1987 – 1989
研究課題ステータス 完了 (1989年度)
配分額 *注記
35,300千円 (直接経費: 35,300千円)
1989年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1988年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
1987年度: 29,200千円 (直接経費: 29,200千円)
キーワード航空機 / 累積疲労損傷 / CFRP / 繊維強化 / 比強度 / 比剛性 / 複合材料 / 内部劣化相関 / 微視的 / 内部損傷 / 材料劣化 / 超音波探傷
研究概要

前年度に引続き研究を進めて居り、以下の知見等の成果を得た。
1.超音波顕微鏡により、疲労損傷・破壊の内部微視的観点からの解明を行い、次の結果を得た。
(1)疲労強度(寿命)の推定クライテリアの確立
非破壊的に複合材料の疲労強度(寿命)を推定する為に、各種の繊維、マトリックスを用いて、種々の応力振幅で実験を行い、疲労時に縦方向繊維束に生じる応力およびその限界強度、繊維破断に基づく剪断応力およびその限界強度、横方向に繊維束に生じる応力およびその限界強度から、疲労強度(寿命)の推定クライテリアを提案、その実験的確証を得た。
(2)疲労寿命と内部破損メカニズムとの相関性の明確化
疲労の進行に応じて、縦方向、横方向の夫々の繊維束・マトリックス・界面の損傷に起因する局所的強度の低下、疲労破壊条件・メカニズムと疲労寿命との相関性を調べ、疲労寿命が限界強度と各繊維束の応力とで表わされることを見出した。
2.累積疲労損傷/破断条件
超音波顕微鏡,光学顕微鏡などにより、横方向クラックが疲労を支配する主な損傷であること、最終破断が縦方向繊維破断分布状態に依存するとする統計的手法で解明出来る見込みであることなどが挙げられる。

報告書

(2件)
  • 1989 実績報告書
  • 1988 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (14件)

  • [文献書誌] Akira Kobayashi: "Microscopic Inner Materials Damage due to Two Level Fatigue in Composites" ICCM & ECCM,London. 3.176-3.184 (1987)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Akira Kobayashi: "Inner Materials Degradation Effects on Stiffness and Dynamic Crack Propagation in Composites subjected to Cyclic Loading" Advanced Composite Materials and Structures. 479-487 (1987)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Akira Kobayashi: "Microscopic Inner Damage correlated with Mechanical Property Degradation due to Simulated Fatigue Loading in Metal Matrix Composites" New Materials and Fatigue Resistant Aircraft Design. 195-214 (1988)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 小林昭: "ジャンボ・ジェットにおける疲労破壊" 第25回飛行機シンポジウム講演集. 396-399 (1987)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Akira Kobayashi: "Two-Stage Fatigue Damage Life of SiC/Al Composites" Proceedings of The Fourth Japan-U.S.Conference on Composite Materials. 599-605 (1988)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Akira Kobayashi: "Fatigue Damage Life of Composites subjected to Different Loading Sequences" The Australian Aeronautical Conference 1989. 116-121 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Kozo Kawata: "Composites ′86:Recent Advances in Japan and the United States" Japan Society for Composite Materials, 897 (1987)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Akira,Kobayashi: ICCM & ECCM,Proceedings,6th International Conference on Composite Materials combined with 2nd European Conference on Composite Materials,London. 3.176-3.184 (1987)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] Akira,Kobayashi: Advanced Composite Materials and Structures,Proceedings,International Conference,Taipei,Taiwan. 479-487 (1987)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] Akira,Kobayashi: New Materials and Fatigue Resistant Aircraft Design,Proceedings,International Committee on Aeronautical Fatogue,14th Symposium,Ottawa. (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 小林昭: 第12回複合材料シンポジウム講演集. 185-188 (1987)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 小林昭: 第25回飛行機シンポジウム講演集. 396-399 (1987)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 小林昭: CAS研究報告. 31. (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] Kozo,Kawata: "Composites '86:Recent Advances in Japan and the United States" Japan Society for Composite Materials, 897 (1987)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書

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公開日: 1987-04-01   更新日: 2016-04-21  

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