高輝度放射光による短繊維GFRPのひずみ・結晶化度測定と疲労寿命評価手法の確立

高强度同步辐射短纤维GFRP应变和结晶度测量及疲劳寿命评价方法的建立

• 批准号: 21K03778
• 负责人: 清水 憲一
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Meijo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03778/
• 关键词: 短繊維GFRP; アニーリング; X線応力測定; 高輝度放射光; 繊維方向; マイクロメカニックス; 短繊維強化樹脂材料; 疲労寿命; X線; 結晶化度

PPSをガラス短繊維で強化したGFRPの射出成形平板から，繊維が射出方向に配向した表面層のみの試験片を作成し，引張負荷に伴う母相応力の変化を，sin^2 ψ法の透過法－並傾法によるX線測定で計測した．得られた結果を，繊維配向の分布を考慮したマイクロメカニックスによる解析値と比較し，複合材の弾性定数に及ぼす繊維配向の影響について検討した．以下に得られた主な結果をまとめる．(1) PPSの111，200回折プロファイルから，短繊維GFRPの母相応力がsin^2 ψ法により測定可能であった．母相応力は負荷応力に対して比例的に変化し，比例定数から母相の応力分配係数を決定した．(2) ガラス転移温度以上の温度でアニーリングを行うと，PPS相のX線回折プロファイルピーク強度が上昇し，結晶化度の向上が示唆された．これによってPPSの剛性が向上し，複合材料の射出方向および直交方向いずれのヤング率も向上した．(3) 断面の繊維形状観察から繊維の配向テンソルを求め，繊維配向のばらつきを考慮したマイクロメカニックスによって，複合材の弾性定数を予測した．繊維が完全に一方向に配向した場合の解析値に比べて，より実験値に近い値が得られたことから，この方法の有効性が確認できた．(4) 繊維配向のばらつきを考慮したマイクロメカニックスによって求めた応力分配係数の解析値は，X線測定で得られた実験値に近い値を示し，応力分配係数が正しく評価できることがわかった．今後，複合材の静的強度や疲労強度を，樹脂相の応力に基づいて評価する場合に有効である．

PPS injection molding plate with short dimension and strengthened GFRP injection molding plate with short dimension and aligned GFRP injection molding plate with short dimension and aligned GFRP injection molding plate with short dimension. The results show that the distribution of the dimensional orientation of the composites is considered. The following is a summary of the results. (1)PPS 11,200 fold back to the original, short dimension GFRP parent phase strength, sin^2 psi method to determine the possible. The ratio of the parent phase force to the load force determines the distribution coefficient of the parent phase force. (2)The X-ray reflection intensity of PPS phase increases and the crystallization degree increases. The stiffness of PPS is upward, and the emission direction of composite material is upward. (3)The dimensional shape of the cross section is observed, and the orientation of the cross section is determined. The orientation of the cross section is considered, and the properties of the composite are predicted. The analysis value of the dimension is higher than that of the orientation of the dimension, and the method is effective in confirming the value of the dimension. (4)The analytical value of the force distribution coefficient is obtained by X-ray measurement, and the force distribution coefficient is positive. In the future, the static strength and fatigue strength of composite materials, resin phase of the matrix evaluation of the situation.

项目成果

樹脂相応力に基づく短繊維GFRPの疲労特性評価

基于树脂相应力的短纤维GFRP疲劳性能评价

• 发表时间: 2022
• 作者: Jingtian Mao;Hiroshi Usuki;Sho Morita;Chikara Morigo;Yusuke Morigo and Shinji Yukinari;村山凌太朗，小武内清貴，大窪和也;Izuru NISHIKAWA;植田隼平，清水一郎，和田 晃;亀山光二，清水憲一，木村啓二，國立悦生，鈴木良典，田中啓介
• 通讯作者: 亀山光二，清水憲一，木村啓二，國立悦生，鈴木良典，田中啓介

X線測定による樹脂相応力に基づく短繊維GFRPの引張特性評価

基于X射线测量树脂相应力的短纤维GFRP拉伸性能评价

• 发表时间: 2021
• 作者: Murayama Ryotaro;Obunai Kiyotaka;Okubo Kazuya;西川 出;神谷友彰，清水憲一，木村啓二，國立悦生;黒田大介;清水一郎，植田隼平，和田 晃，竹元嘉利;西川 出;亀山光二，鈴木良典，清水憲一，木村啓二，田中啓介
• 通讯作者: 亀山光二，鈴木良典，清水憲一，木村啓二，田中啓介

実測した繊維配向に基づく射出成形短繊維GFRPの力学的異方性予測

基于实测纤维取向预测注射成型短纤维GFRP力学各向异性

• 发表时间: 2022
• 作者: Jingtian Mao;Hiroshi Usuki;Chikara Morito and Shinji Yukinari;水谷謙太，神谷友彰，清水憲一，木村啓二，國立悦生;齊藤実織，亀山光二，清水憲一
• 通讯作者: 齊藤実織，亀山光二，清水憲一

高輝度放射光を用いた短繊維GFRPの熱ひずみ測定およびマイクロメカニックスに基づく解析的検討

高强度同步辐射短纤维GFRP热应变测量及基于微观力学的分析研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Y. Yamazaki;K. Shinomiya;篠宮啓佑，山崎泰広，濱口竜哉，土生陽一郎，大井手雄平，高木海人;篠宮啓佑，山崎泰広，濱口竜哉，土生陽一郎，大井手雄平，高木海人;木村啓二，清水憲一，齊藤実織，犬飼英人，加藤弘之，鈴木義典，山田侑輝，國立悦生，田中啓介
• 通讯作者: 木村啓二，清水憲一，齊藤実織，犬飼英人，加藤弘之，鈴木義典，山田侑輝，國立悦生，田中啓介

ひずみ計測に基づくエポキシ樹脂の疲労特性評価

基于应变测量的环氧树脂疲劳性能评价

• 发表时间: 2022
• 作者: Murayama Ryotaro;Obunai Kiyotaka;Okubo Kazuya;西川 出;神谷友彰，清水憲一，木村啓二，國立悦生
• 通讯作者: 神谷友彰，清水憲一，木村啓二，國立悦生