| 研究概要 |
一般の接着継手では,モードI(はく離)荷重のみならず,モードII(せん断)荷重も同時に作用する.その結果,き裂先端には二つのモードが同時に作用することになる.本研究では,この混合モード下での接着剤層中のき裂進展挙動に焦点を当て,研究を進めた.しかし,混合荷重モードにおいても,モードI荷重下の破壊の支配が大きい.そこで,本年度は主としてエポキシ系接着剤のモードI荷重下での静的及び疲労き裂進展特性について調べた.はじめに.静的荷重下でのき裂進展抵抗に及ぼすき裂開口変位の影響を明らかにした.その結果,き裂開口速度の増加とともに.き裂進展抵抗が上昇すること,き裂は界面から凝集へとその進展形態を変化させる.界面,凝集が混在するとき,破面における各破壊モードの割合を調べ,全き裂進展抵抗は二つの破壊形態の和によって与えられることも明らかになった.開口速度変化によるき裂進展経路の変化のメカニズムについて,分子動力学により解明を試み,き裂進展経路の変化を定性的に説明できる可能性のあることがわかった.
疲労試験では,き裂が一旦停留した後,き裂の2次進展が生じることを世界で初めて発見した.エネルギー解放率範囲の大きいところでは凝集破壊,同解放率の小さいところでは界面破壌となる.途中,混合破壊形態が出現する.き裂の2次進展挙動を確かめるため,絶乾状態での疲労試験を行う必要がある.そこで,100%ピュアーな窒素ガス環境下で疲労試験を行い,この2次進展の発生原因として接着側面端部からの水(水蒸気)の進入が強く影響することも明らかにした.
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