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1988 年度 実績報告書

CFRPの破壊靱性評価法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 63550090
研究機関東京理科大学

研究代表者

菊池 正紀  東京理科大学, 理工学部・機械工学科, 助教授 (90107540)

キーワード破壊条件 / CFRP積層板 / 混合モード / G_<IC> / G_<IIC> / 複合材料 / 異方性体
研究概要

一方向に配向したカーボン/エポキシ積層板を用いてモードI型層間破壊試験を行い、破壊靱性値G_<IC>を測定した。精度の良い靱性値が得られ、ここで採用した試験方法が妥当なものであることを確認した。また同じ方法を用いてカーボン/ナイロン積層板についてもモードI型破壊試験を行った。その結果、カーボン/ナイロン積層板のG_<IC>はカーボン/エポキシ積層板のそれとは異なり、板厚に大きく依存することがわかった。また純粋なモードI型破壊試験を行うためには、初期き裂を試験片の上下対称位置に正確に挿入しなければならないが、これは容易ではないため、非対称性の影響、すなわちモードI型の効果についても検討する必要のあることがわかった。そのために、二種類の数値解析プログラムを作成した。ひとつは混合モードでのK_I、K_<II>値を精度良く求めるためのFEMプログラムであり、もうひとつは異方性体の接触問題を効率的に解くことのできるBEMプログラムである。これらはそれぞれ、モードI、IIの混合モード下での破壊過程を解析するために必要である。どちらのプログラムも、いくつかの例題を解析した結果、充分の精度を持っていることが確認できた。特に後者のプログラムは、従来の研究にも例がないものである。次年度はこれらを用いて、まずモードI型試験結果の再検討を行う。モードIIの値は小さいが、それが破壊に及ぼす影響について考察し、混合モード下での破壊条件について考察する。またモードIとモードIIIとの混合モード破壊試験も行う。実験結果と比較するために三次元異方性体のFEM解析を行い、K_I、K_<III>のそれぞれの影響について調べる。以上を通じてモードI、II、IIIの各種の組み合わせでの混合モード破壊条件、およびその評価を提案する。

  • 研究成果

    (2件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (2件)

  • [文献書誌] Masanori Kikuchi.;Kazuo Kageyama.: Proc.of VI Congress on Fxperrimetal. vol.II. 1101-1106 (1988)

  • [文献書誌] Masanori Kikuchi.;Kazuo Kageyama.: Proc.of 7th Int.Cong.Composite Materials.(1989)

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公開日: 1990-03-20   更新日: 2016-04-21  

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