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本研究では、新たに開発された炭素繊維の破壊靭性試験方法を用いて、各種炭素繊維の破壊靭性を精密に測定するとともに、微細組織と破壊靭性値の関連を明らかにすることで、より高靱性な炭素繊維を得るための指針を得ることを目的とする。これを実現するため、平成23年度は以下の項目について検討を行った。
(1)異方性弾性率の測定
昨年度は、ねじり振動法による炭素繊維のせん断弾性率の測定方法について検討したが、測定精度に問題があることが判明したため、新たな装置改造を実施した。最も大きな改造点は、気流の影響を受けない真空容器内での測定装置に改造したことである。また、ねじり振動の際の重りをっディスク上の回転体を繊維と直交するように配置する形態から平行方向に配置変更することで、試験片作製が飛躍的に容易になった。この方法を用いることで、各種炭素繊維のせん弾性率を測定し、材質との関連性を明らかにした。また、副次的に測定できた減衰振動曲線から内部摩擦を計算することで、微細組織との対応が検討可能となった。横方向弾性率の測定方法として、インデンテーション法による試験を実施しているが、いまだ目的とする測定には至っていない。
(2)応力解析手法の確立
上記で得られるデータを反映できるように、有限要素法による異方性弾性解析手法を検討し、当方生態として扱った場合との際を明らかにすることが可能になった。横方向弾性率やポアソン比の値については一部仮定している。
(3)破面および微細組織の観察
透過型電子顕微鏡での観察が成功しておらず、さらに検討を要する。
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