全空間構造解析法による短繊維強化複合材料のクリープ・疲労損傷発現機構の解明

2006 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 16360335
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 複合材料・物性
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 栗山 卓 山形大学, 大学院・ベンチャービジネスラボラトリー, 教授 (10186520)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2006
• キーワード: 疲労 / 破壊音響放射 / 音速分布 / 繊維切断 / 母材き裂

研究概要

短繊維ガラス強化ポリアミド66(PA66/SGF)射出成形品の一軸引張疲労損傷を粘弾性応答計測、アコースティックエミッション(acoustic emission i AE))計測、音速分布解析および光学顕微鏡観察を試験片空間内で行った結果以下のことが明らかになった。
1.短繊維ガラス強化ポリアミド66(PA66/SGF)射出成形品の疲労損傷機構は、繊維切断支配型疲労機構(Type-A)および樹脂クラック支配型疲労機構(Type-B)に分類され、負荷振幅レベルが高いとき前者が働き、それが低いとき後者が働くことが明らかとなった。
2.この機構は繊維長あるいは成形条件変えたナンプルにおいても共通したものとなった。
3.コア層寸法および繊維長のそれぞれの増加は、高負荷レベル(繊維切断支配型疲労機構、Type-A)に影響しいずれも寿命を増加させることに働く。それに対し、低負荷レベル(樹脂クラック支配型疲労機構、Type-B)への大きな効果は見られなかった。ブロック負荷波形による最大負荷応力上昇および下降させた条件によるマイナー則(線形加算則)の検討を行った。その結果、
4.最大負荷応力を上昇または下降させた条件ではマイナー則(線形加算則)は成立しなかった。それぞれ、線形加算則により見積もられる寿命に対し、寿命は上昇させた場合では短くなり、下降させた場合には長くなる。

研究成果

• [雑誌論文] Internal structure of short glass fiber reinforced polyamide 66 injection moldings by acoustic velocity measuremen (2004)
  • 著者名/発表者名: T.Kuriyama, M.Mizoguchi, S.Odaka, H.Sorimachi
  • 雑誌名: Polymer and Polymer Composites 12・7 ページ: 587-598
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 音速測定による酸化チタン充填低密度ポリエチレン射出成形品内のフィラー分散性評価 (2004)
  • 著者名/発表者名: 小林直, 溝口真智子, 栗山卓
  • 雑誌名: 材料 53・12 ページ: 1281-1286
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Internal structure of short glass fiber reinforced polyamide 66 injection moldings by acoustic velocity measurement. (2004)
  • 著者名/発表者名: T.Kuriyama, M.Mizoguchi, S.Odaka, H.Sorimachi
  • 雑誌名: Polymer and Polymer Composites. Vol.12, No.(7) ページ: 587-598
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Evaluation of filler distribution in TiO2 filled LDPE injection moldings by acoustic velocity measurement (2004)
  • 著者名/発表者名: S.Kobayashi, M.Mizoguchi, T.Kuriyama
  • 雑誌名: Journal of the society of materials science Japan Vo153 No.12 ページ: 1281-1286
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より