非相似形等寿命線図に基づく疲労寿命予測法の検証と影響因子に関する基礎研究

2010 年度 自己評価報告書

• 研究課題/領域番号: 20360050
• 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: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 河井 昌道 筑波大学, 大学院・システム情報工学研究科, 教授 (90169673)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: 複合材料 / 疲労 / 寿命予測法 / 等寿命線図 / 非相似形等寿命線図 / 影響因子

研究概要

本研究においては、研究代表者が提案した「非相似形等寿命線図法」の一般的な有効性を検証することを主目的とし、それを工学的な疲労設計手法へ発展させる上で考慮すべき事柄の抽出も併せて行う。
具体的には、次の4つの因子[(I)試験温度、(II)吸湿量、(III)積層板の厚さ方向の面外疲労荷重、(IV)切欠等の損傷発生源]が応力比の異なる定常疲労強度に及ぼす影響を詳細に調査する。これらの異なる疲労条件に対して取得した疲労データに基づいて等寿命線図を作成し、研究代表者の提案する非相似形等寿命線図法を用いた予測と比較することによって、予測精度と適用範囲を明らかにする。適用限界が認められる場合は、可能な一般化についても研究する。

研究成果

• [雑誌論文] Modified Anisomorphic Constant Fatigue Life Diagram for Symmetric Angle-Ply Carbon/Epoxy Laminates at Room Temperature (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawai, M., Murata, T.
  • 雑誌名: Composites Part A Vol.41 ページ: 1498-1510
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anisomorphic Constant Life Diagram Approach Taking Account of the Temperature Dependence of Fatigue of CFRP Laminates (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura, R., Kawai, M., Matsuda, Y.
  • 雑誌名: Proc.of The Seventh Asian-Australasian Conference on Composite Materials (ACCM-7) CDROM.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Water Uptake on the Fatigue Behavior of a Quasi-Isotropic Woven Fabric Carbon/Epoxy Laminate at Different Stress Ratios (2009)
  • 著者名/発表者名: Yagihashi, Y., Kawai, M., Hoshi, H., Iwahori, Y.
  • 雑誌名: Proc.of Asian Pacific Conference for Materials and Mechanics and Mechanics (APCMM2009) USB.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Off-Axis Strength Differential Effects in Unidirectional Carbon/Epoxy Laminates at Different Strain Rates and Predictions of Associated Failure Envelopes (2009)
  • 著者名/発表者名: Kawai, M., Saito, S.
  • 雑誌名: Composites Part A. Vol.40 ページ: 1632-1649
  • 査読あり
• [雑誌論文] Off-axis notched strength of fiber metal laminates and a formula for predicting anisotropic size effect (2009)
  • 著者名/発表者名: Kawai, M., Arai, Y.
  • 雑誌名: Composites Part A Vol.40 ページ: 1900-1910
  • 査読あり
• [学会発表] Principal Master Diagrams for Fatigue of a Unidirectional CFRP Laminate at Room Temperature (2010)
  • 著者名/発表者名: Teranuma, T., Kawai, M.
  • 学会等名: The Seventh Asian-Australasian Conference on Composite Materials (ACCM-7)
  • 発表場所: Taipei, Taiwan.
  • 年月日: 20101115-20101118
• [学会発表] Constant fatigue life diagrams for a woven CFRP laminate at room and high temperatures (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawai, M., Matsuda, Y., Yoshimura, R., Hoshi, H., Iwahori, Y.
  • 学会等名: The Fifth International Conference on Fatigue of Composites (ICFC-5)
  • 発表場所: Nanjing, China.
  • 年月日: 20101016-20101019
• [学会発表] Effect of Water Uptake on the Fatigue Behavior of a Quasi-Isotropic Woven Fabric Carbon/Epoxy Laminate at Different Stress Ratios (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawai, M., Yagihashi, Y., Hoshi, H., Iwahori, Y.
  • 学会等名: The Fifth International Conference on Fatigue of Composites (ICFC-5)
  • 発表場所: Nanjing, China.
  • 年月日: 20101016-20101019
• [学会発表] Anisomorphic Constant Fatigue Life Diagram for a Woven CFRP Laminate at Room and High Temperatures (2009)
  • 著者名/発表者名: Kawai, M., Matsuda, Y., Hoshi, H., Iwahori, Y.
  • 学会等名: International Conference on Composite Materials (ICCM-17)
  • 発表場所: Edinburgh, UK.
  • 年月日: 20090727-20090731
• [学会発表] Multiaxial Modeling of Notch Sensitivity of Orthotropic Composites in the Ductile-to-Brittle Transition Region (2009)
  • 著者名/発表者名: Kawai, M.
  • 学会等名: The 2nd ECCOMAS Thematic Conference on the Mechanical Response of Composites (Composites2009)
  • 発表場所: London, UK.
  • 年月日: 20090501-20090503
• [図書] Fatigue life predicrion of composite materials under constant amplitude loading(編者Vassilopoulos, A.P.第6章執筆、単著) (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawai, M.
  • 総ページ数: 177-219
  • 出版者: Woodhead Publishing Limited