2015 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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| 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 / 非相似型等寿命線図 / 応力比 / 温度依存性 / 切欠き依存性 / 繊維配向角依存性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
交付申請書の研究実施計画に従って研究を遂行し、以下の成果を得た。
［１］一方向積層板（切欠き材）の非主軸等寿命線図の温度依存性の同定：
切欠きを有する一方向CFRP積層板の高温における非主軸疲労挙動を調べた。この結果、(1) 前年度に調べた室温条件の場合と同様に、相対切欠き寸法が増大するほど非主軸引張強度が低下する切欠き寸法依存性を明瞭に確認した。(2) 室温において切欠き感度を示した繊維配向0°の引張強度が高温で切欠き感度を消失することを見出した。(3) 高温においては、繊維配向角10°の引張強度に対してのみ、切欠き感度が残存することを見出した。(4) 開発を進めている切欠き疲労モデルは、すべての繊維配向角に対して、高温で観察された切欠き材のS-N関係の特徴を合理的に記述することができることを明らかにした。
［２］多方向積層板（切欠き材）の室温における非主軸等寿命線図の同定：
切欠きを有する多方向積層板の異なる応力比による非主軸疲労挙動を室温について調べた。この結果、(1)すべて繊維配向角およびに相対切欠き寸法に対して、修正非主軸切欠感度モデルを用いることによって切欠き強度を精度よく予測できることを明らかにした。(2) 切欠き材の引張支配による疲労挙動は、低寿命域で切欠き感度の急速な低減を伴い、長寿命域において切欠き不敏感になる傾向を示した。(3) 圧縮支配の疲労挙動においては、切欠感度の低減が見られず、長寿命域においても切欠き感度を保持する傾向を示した。(4) 非相似型等寿命線図を用いることで、平滑材の非主軸S-N関係が精度良く予測できることを示した。(5) 開発を進めている手法により、切欠きCFRP積層板のS－N関係の応力比依存性、繊維配向角依存性および切欠寸法依存性を効率的に予測できることを明らかにした。
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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進行しており、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。試験条件の妥当性を確認しながら研究を進める。具体的には、（１）一方向積層板（切欠き材）の非主軸等寿命線図の温度依存性の同定、（２）多方向積層板（切欠き材）の室温における非主軸等寿命線図の同定、（３）多方向積層板（切欠き材）の非主軸等寿命線図の温度依存性の同定について研究する。
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| Causes of Carryover |
経費節約に努めたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
１）試験数および予備試験の充実に資する費用とする。
２）研究目的の達成度を高めるための費用とする。
具体的には，追加試験片の加工およびそれらの切り欠き付与加工の費用、タブ用アルミ合金板の購入，接着材の購入などにあてる。
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