複合材積層板の疲労損傷進展機構に関する研究

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複合材積層板の疲労損傷進展機構に関する研究

フォーマット:
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
タイトル(他言語):
Studies of the Fatigue Failure Mechanism for Composite Laminates.
責任表示:
久能 和夫(九州大学・工学部・教授)
KUNOO Kazuo(九州大学・工学部・教授)
本文言語:
日本語
研究期間:
1996-1998
概要(最新報告):
PEEKマトリックス複合材料積層板[+30/-30]_<4s>の実験結果として,静的引張強度の85%,80%,75%を最大応力とした零-引張繰返し荷重による疲労試験では,疲労蓄積ひずみを含む最大ひずみ3.9%程度が疲労寿命となることを見いだした.実験結果を整理して,S-N(最大応力-繰返数)曲線を描き,両対数座標上でほぼ直線で疲労寿命を近似できることを明らかにした.PEEKマトリックスの場合,静的強度については[+30/-30]_<4s>の方が[+30_4/-30_4]_<4s>に比較して2倍程度の強度を示した.疲労試験における両者の最も大きい違いは破損モードである.擬似等方性複合材料積層板の引張荷重方向やマトリックスが異なる場合について,疲労試験を行い疲労損傷過程を明確にした.一定荷重振幅繰返し片振り引張の低サイクル疲労試験を実施して,繰返し負荷時における応力-ひずみ曲線の測定,ならびに超音波深探傷装置を用いた試験片内部の損傷観察を行った.結果として,繰返し負荷を受ける斜交対称積層板の応力-ひずみ関係は,繰返し数の増加とともにひずみが蓄積するいわゆるメカニカルラチェット現象を示すこと,疲労損傷は主に層間剥離として観察され,その進展の様子は積層順序によって異なり,[+θ/-θ]_<4s>が漸増型,[+θ_4/-θ_4]_<4s>が急増型であることを明らかにした.繰返し負荷時の応力-ひずみ線図において観察されたメカニカルラチェット現象を数値シミュレーションするために,ラチェットひずみの定式化を行い,実験結果と比較的よく一致することを示した.擬似等方性積層板[+30/-30/90]_s,[+30_2/-30_2/90_2]_s,[-45/+45/0/90]_s,[-45_2/+45_2/0_2/90_2]_sおよび[-45_3/+45_3/0_3/90]_sの一軸引張疲労試験を実施し,疲労損傷過程を調べた. 続きを見る
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