2013 Fiscal Year Annual Research Report
一般化非相似形等寿命線図法と多軸疲労寿命予測法の開発・検証に関する基礎研究
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25289002
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
河井 昌道 筑波大学, システム情報系, 教授 (90169673)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 炭素繊維複合材料 / 疲労 / 等寿命線図 / 非相似形等寿命線図 / 応力比 / 温度依存性 / 繊維配向角依存性 / 疲労寿命予測 |
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| Research Abstract |
交付申請書の研究実施計画に記載した通り、以下の二つの内容について研究した。
［１］一方向CFRP積層板（平滑材）の非主軸等寿命線図とその温度依存性の同定： 最も基礎的な一方向積層板について、等寿命線図の繊維配向角依存性とその温度依存性を調べた。具体的には、6種類の繊維配向角のそれぞれについて、異なる応力比による定常疲労試験を異なる温度で実施した。この結果、以下の成果が導かれた。(1) 繊維支配形の疲労挙動を呈する方位の室温における疲労に対して、非相似形等寿命線図法（２領域モデル）は等寿命線図を精度良く予測することができる。(2) マトリックス支配形の疲労挙動を呈する方位の室温における疲労に対しては、２領域モデルを用いて等寿命線図を精度良く予測することができない。(3) 高温における主軸等寿命線図および非主軸等寿命線図にも室温の場合と同様の繊維配向角依存性が認められる。(4) ２領域モデルの臨界応力比の左右両側に応力比感度の遷移域を設けた４領域形の非相似形等寿命線図法を仮定することによって、温度に拘わらず、非主軸等寿命線図を精度良く記述できる。
［２］多方向積層板（平滑材）の室温における非主軸等寿命線図の同定： より複雑なクロスプライCFRP積層板の等寿命線図の繊維配向角依存性とその温度依存性を調べた。この結果、以下の成果が導かれた。(1) 使用したクロスプライCFRP積層板の非主軸S-N関係は繊維配向角だけでなく、応力比および温度に大きく依存する。(2) クロスプライCFRP積層板の非主軸等寿命線図は、４領域形の一般化された非相似形等寿命線図を用いることによって精度よく記述できる。(3)クロスプライCFRP積層板の非主軸疲労に対する等寿命線図の繊維配向角依存性と温度依存性を記述することができる統合化された非相似形等寿命線図法の可能性が示唆されている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
実験的な研究は当初の計画にほぼ沿って進められている。多方向積層板の疲労モデル開発を目指す理論的な研究も予定通り開始しており、重要な影響因子の同定に成功している。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画に沿って研究を推進する。試験材料の成形をできる限り早めに行い、その遅延が実験計画に支障を来さないようにする。続く研究事項についても可能な範囲で先行予備試験を行い、試験条件の妥当性を確認しながら研究を進める。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
（１）物品費と謝金が節約できたため。
（２）研究の滑らかな遂行を優先し、その妨げとなる治具加工装着を次年度以降に見送ったため。
（１）試験材料の少し多めの調達に使用し、試験数および予備試験の充実に資することとする。
（２）試験用治具の加工装着の時期を図りながら、それにともなう費用とする。
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