| 研究課題/領域番号 |
63850023
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
松本 浩之 東京工業大学, 工学部, 教授 (50016416)
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| 研究分担者 |
足立 忠晴 東京工業大学, 工学部, 助手 (20184187)
笠野 英秋 拓殖大学, 工学部, 助教授 (40016663)
宇治橋 貞幸 東京工業大学, 工学部, 助教授 (80016675)
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| キーワード | 空気圧式衝撃試験機 / 繊維強化複合材料 / 高エネルギー衝撃 / 衝撃試験方法 / 衝撃強度評価 / 衝撃吸収性評価 / 速度計測装置 |
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| 研究概要 |
本研究は高速で運動する飛翔体が衝突する場合のような衝撃負荷をうける繊維強化複合材料の強度および衝撃吸収性の評価のための衝撃試験機を試作し、これを用いて複合材料の衝撃試験方法を確立することを目的とする。本年度は特に衝撃試験機本体の試作を行った。
衝撃試験機は外径5、10mmの弾丸を長さ2mの加速チューブ中で空気圧により加速発射し、試験片に衝突させることにより衝撃負荷を与えるものである。発射速度は加速する空気圧の調節により定められる。加速チューブを交換することにより発射する弾丸の直径を変えることができる。発射するための最高使用圧力を3.6MPaとした。また改良を加えることを前提としてそれぞれの部品をボルト結合した。弾丸の発射性能試験を行ったところ次のような結果を得た。直径10mmの鋼球および同径で長さ30mmの鋼製円柱の場合、加速圧力1.3MPaでそれぞれ215m/sおよび122m/sの速度が得られた。また直径5mm、長さ20mmの鋼製円柱の場合、同じ圧力で加速したとき137m/sの速度が得られた。これらの数値は理論的に予想される値の約80%以上に達しており、所要の性能が得られていると考えられる。しかし直径5mmの鋼球では2.0MPaの圧力で266m/sの速度しか得られず300m/sの速度に達しなかった。ただし最高使用圧力に近い3.5MPaで300m/sの速度を得ることができた。1.3MPa程度の圧力により300m/sの速度で5mmの鋼球を発射させるために今後、構造の変更、窒素ガスなどを使用するなどして改良を行う。
衝撃試験装置から直径5、10mmの小型の飛翔体が高速で発射されるため高い応答性を持つレーザを用いた計測方法が適切であり、次年度において試作する。また数種類の試験片支持台を試作し高エネルギーの衝撃に対する複合材料の標準的試験方法を提案する。提案する試験方法により繊維強化複合材料の衝撃強度および衝撃吸収性について考察する。
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