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1995 年度 研究成果報告書概要

繊維強化複合材料における熱疲労き裂の発生および伝ぱ機構の界面力学による解明

研究課題

研究課題/領域番号 06650109
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関神戸大学

研究代表者

中井 善一  神戸大学, 工学部, 助教授 (90155656)

研究期間 (年度) 1994 – 1995
キーワードCERP積層板 / 層間はく離 / 疲労き裂伝ぱ / 試験温度の影響 / 荷重繰返し速度の影響 / 熱疲労 / 界面力学 / 繊維強化複合材料
研究概要

一方向CFRP積層板のDCB試験片を用いて,ΔK一定条件で疲労き裂伝ぱ試験を行った結果,180℃硬化型エポキシ樹脂を母材とする積層板の場合,大気中では層間はく離疲労き裂伝ぱ速度は一定で繰り返し数依存であった.また,これは,試験温度を低温から高温に変化させても変化しないが,高温から低温に変化させると大きく低下した.層内き裂伝ぱも繰り返し数依存であり,試験温度に依存したが,この場合,き裂伝ぱ速度は一定とはならず,き裂の進展とともに低下した.同一ΔKに対するき裂伝ぱ速度は,層間き裂のほうが層内き裂よりも大きかった.一方,水中では層内き裂,層間き裂ともに,伝ぱ速度はき裂の成長とともに低下し,試験温度の高いほうがき裂伝ぱ速度が速かった.また,水中におけるき裂伝ぱ速度は,荷重繰返し速度が遅いほど速かった.さらに,長時間水中に浸漬した材料のほうがき裂伝ぱ速度は低かった.130℃硬化型エポキシ樹脂が母材の場合,大気中においては,き裂伝ぱ速度は試験温度に依存せず,また,一定温度試験の結果と熱疲労試験の結果も相違が見られなかったが,水中においては,試験温度が高いほどき裂伝ぱ速度が小さなかった.また,in-phase熱疲労試験の結果は,最大温度と等しい温度の一定温度試験の結果と一致していた.さらに,同材料を用いてき裂先端繊維配向角および試験片板幅の影響を調べた結果,板幅20mmの試験片の場合,き裂先端繊維配向角が小さいほどき裂伝ぱ速度が大きかった.また,板幅10mmおよび5mmの場合も,一方向材のき裂伝ぱ速度は最も速かったが,板幅10mmの場合,繊維配向角30°以上では繊維配向角の影響は認められず,板幅5mmの場合は,繊維配向角の大きい方がき裂伝ぱ速度が大きかった.なお,一方向材の場合,板幅が大きいほどき裂伝ぱ速度が大きかったが,繊維配向角の増加とともにその関係は変化して行き,繊維配向角が90°の場合板幅の小さい方がき裂伝ぱ速度が大きくなった.

  • 研究成果

    (18件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (18件)

  • [文献書誌] 中井善一,山下雅英: "ΔK一定条件下における一方向CFRP積層板のはく離型疲労き裂伝ぱに及ぼす試験温度および荷重繰返し速度の影響" 材料. 43. 1258-1263 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 中井善一: "金属/エポキシ樹脂接合材の界面力学による強度評価" 日本材料学会第43期学術講演会講演論文集. 85-86 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 中井善一,笠井克己: "直交異方性異種接合材における界面端の応力特異性" 日本機械学会講演論文集. No. 940-37 Vol. A. 366-367 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 中井善一,藤原宗吉,福原誠一郎: "ΔG一定試験におけるCFRP積層板のモードI型層間はく離疲労き裂伝ぱに及ぼすき裂先端繊維配向角の影響" 日本材料学会第22回疲労シンポジウム前刷集. 109-112 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Yoshikazu Nakai: "Effect of Fiber Orientation on the Mode I Interlaminar Farigue Crack Growth Behavior of CFRP Laminates" 7th International Conference on Mechanical Behavior of Materials. 261-262 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Yoshikazu Nakai: "Evaluation of Fracture Strength of Metal/Epoxy Join by Interface Mechanics" Composites for the presure Vessel Industry, ASME PVP. Vol. 302. 147-152 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 中井善一,坂田直也: "CFRP積層板のΔK一定試験における層間はく離疲労き裂伝ぱに及ぼす環境の影響" 日本材料学会第8回破壊力学シンポジウム講演論文集. 64-68 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 中井善一,韓基一,丸野内遙二郎: "CFRP積層板のモードI層間はく離疲労き裂伝ぱに及ぼす試験片板幅の影響" 日本材料学会第25回FRPシンポジウム講演論文集. (掲載予定). (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Yoshikazu Nakai: "Effect of Temperature Change on Delamination Crack Growth of unidirectional CFRP under Cyclic Loading" Proc. International Symposium, Fatigue under Thermal and Mechanical Loading Mechanism, Mechanics and Modelling. (掲載予定). (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Yoshikazu Nakai and Masahiro Yamashita: "Effects of Frequency and Temperature on Delamination Fatigue Crack Growth of Unidirectional CFRP under Constant DELTAK Conditions" Journal of the Society of Materials Science, Japan. Vol.43. 1258-1263 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Yishikazu Nakai: "Strength Evaluation of Metal/Epoxy Joint by Interface Mechanics" Proceedings of the 43th Annual Meeting of the Society of Materials Science, Japan. 85-86 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Yoshikazu Nakai and Katsumi Kasai: "Free Edge Stress Singularities of Dissimilar Orthotropic Elastic Materials" Proceedings of the Japan Society of Mechanical Engineers. No.940-37. 366-367 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Yoshikazu Nakai, Muneyoshi Fujiwara and Sei-ichiro Fukuhara: "Effect of Crack-Tip Fiber Orientation on the Mode I Interlaminar Fatigue Crack Growth Behavior of CFRP Laminates under Constant DELTAG Condition" Proceedings of the 22nd Symposium on Fatigue. 109-112 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Yoshikazu Nakai: "Effect of Fiber Orientation on the Mode I Interlaminar Fatigue Crack Growth Behavior of CFRP Laminates" 7th International Conference on Mechanical Behavior of Materials. 261-262 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Yoshikazu Nakai: "Evaluation of Fracture Strength of Metal/Epoxy Joint by Interface Mechanics" Composites for the Pressure Vessel Industry, ASME PVP. Vol.302. 147-152 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Yoshikazu Nakai and Naoya Sakata: "Effects of Environment on Delamination Fatigue Crack Growth of CFRP Laminate under Constant DELTAK Conditions" Proceedings of the 8th Symposium on Fracture and Fracture Mechanics. 64-68 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Yoshikazu Nakai, Jiyi Han and Yojiro Maronouchi: "Effects of Specimen Width and Fiber Orientation on Delamination Fatigue Crack Growth of CFRP Laminates" Proceedings of the 25th FRP Symposium. (To be published). (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Yoshikazu Nakai: "Effects of Temperature Change on Delamination Crack Growth of Unidirectional CFRP under Cyclic Loading" Proceedings of the International Symposium, Fatigue under Thermal and Mechanical Loading, Mechanism, Mechanics and Modelling. (To be published). (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 1997-03-04  

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