| 研究課題/領域番号 |
63550060
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
航空宇宙工学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
高雄 善裕 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (30108766)
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| 研究分担者 |
福田 重久 九州大学, 応用力学研究所, 助手 (60038544)
肥山 央 九州大学, 応用力学研究所, 助手 (30038541)
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| 研究期間 (年度) |
1988 – 1989
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| 研究課題ステータス |
完了 (1989年度)
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| 配分額 *注記 |
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1989年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1988年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
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| キーワード | 複合材料 / 損傷 / 界面 / せん断抵抗 / き裂 / はく離 / 破壊 / 応力拡大係数 / 破壞 / 短繊維 |
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| 研究概要 |
繊維とマトリックスの組合せで、その詳細な微視的損傷進展過程に違いはあるものの、両者間の界面に作用するせん断抵抗が、複合材料の破壊エネルギに大きく関与する。現在まで、このせん断抵抗は、単一繊維を使ったモデル試験か巨視的な層間せん断強度試験から、間接的に求められてきた。本研究の最終的な目標は、複合材料の界面に作用する微視的なせん断抵抗を微視的レベルで測定するところにある。今回得られた結果は以下の通りである。(1)微小なマトリックス割れが界面に達し、そこから界面はく離が成長する基本的な初期破損では、熱ひずみを考慮しない場合、繊維間距離に比べ界面き裂が小さいと、き裂は開こうとするが、少し成長するとき裂は閉じる。これは、界面にせん断破壊が進行しても、界面にはなお摩擦によるせん断抵抗が存在することを意味する。(2)上湖初期破損界面における応力分布の厳密解を材料定数をパラメ-タに示した。これにより、せん断遅れ理論の妥当性や適用範囲を検討できる。(3)環面抵抗の巨視的な現象の1つとして、ケブラロ-プ端末処理方法、金属ソケット樹脂接着法を取り上げ、界面のせん断破壊→滑り→垂直抗力の発生→摩擦力→ロ-プ軸力の上昇という界面損傷過程が荷重の増大を支えていること、界面に著しく応力集中が存在しないこと、また、はく離が幾重にも進行する転位状の動きがあることを求めた。面圧縮や軸応力の見積りは今後り課題である。(4)材料の異なる2つの帯板接着面のせん断応力拡大係数を求める、1つのコ-スティック処理法の提案:コ-スティック像の横幅と縦幅から応力拡大係数を求める、を行った。実験結果と計算結果はほぼ一致した。従来の方法からはコ-スティック像にハレ-ションがおこり測定は困難であった。次に、繊維とマトリックスの変位の違いからせん断抵抗を求める、実験デ-タ処理方式を検討した。
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