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本研究では、炭素繊維強化プラスチック板(以下、CFRP板と記す)に着目し、平成14、15年度の2ヵ年に渡って、CFRP板を鋼部材に発生した疲労き裂の補修に用いることの可否について実験的に検討した。
平成14年度は、CFRP板とストップホールを併用した場合を想定し、試験片中央に疲労き裂を想定したソーカットを設け、その先端にストップホールに相当するφ=4mmの円孔を明けた試験片を用いて検討した。ストップホールの両端までの長さaは25mmである。疲労試験の結果、無補強の場合は、作用応力範囲がΔσ=90MPa以下であれば、き裂の再発生を防ぐことが可能であったが、CFRP板の幅cとストップホールの両端までの長さaとの比c/a=0.4の場合はΔσ=100MPa、c/a=1.0の場合はΔσ=130MPaでも、き裂の再発生を防止することが可能であった。また、c/a=0.4であっても応力範囲が低いところでは寿命が急増しており、補修効果が顕著に現れていた。c/a=1.0の場合は、c/a=0.4の場合よりさらに高い応力範囲域でも補修効果が認められた。
平成15年度は、CFRP板を単独で用いた場合を想定し、長さa=25mmの予き裂を有する試験片を用いて検討した。疲労試験の結果、CFRP板を単独で疲労き裂の補修に適用した場合、き裂の再発生を防止することはできなかったが、延命化には十分な効果があり、CFRP板の幅cとき裂長さaとの比c/aが大きいほうが補修効果は高くなった。しかし、c/a=0.4の場合でも応急処置としては十分実用性があると判断された。また、作用応力範囲の高い領域の方が、CFRP板の補修効果は大きかった。
以上より、CFRP板は、単独で、あるいは、ストップホールと併用して疲労き裂の補修に適用できることが明らかとなり、CFRP板の実用化の可能性は高いと言える。
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