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新しい耐熱性の強化ナイロン46の疲労き裂進展特性に及ぼす環境・材料因子の役割に関して、本材の機器設計への実際的応用の立場から、下記の課題についての研究を実施した。
(1)ミクロ及びマクロき裂進展特性の評価;
疲労き裂進展特性をCT試験片を用いて実施し、進展速度da/dNを応力拡大係数範囲△Kで整理した線図を作成した。併せて、走査型電子顕微鏡にて破面観察を実施し、き裂進展機構に果たす強化材の役割について検討を加えた。
(2)材料因子の効果:
ナイロン46とナイロン6をマトリックス材として互いに比較し、加えて強化材としてカーボン繊維、ガラス繊維、板状無機質であるマイカーさらにゴムを用いて、それらがき裂進展挙動に与える効果を調べた。
併せて、射出成形方向とこれに伴う繊維方向がき裂進展特性にいかなる影響を及ぼすか、ミクロ機構の解明まで掘り下げて検討を加えた。
その結果、疲労き裂進展の下限界値△K_<T4>は、供試材の間で顕著に異なり、また、強化材とき裂進展が平行か垂直かで、異なることを明らかにした。これらの原因の一つとして、破面粗さやBridgingなど局所的応力状態の相違によることを、破面解析に基づいて指摘した。
以上の得られた研究成果に基づいて、本材を機械要素に使用する上での信頼性の向上について検討した。
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