航空宇宙環境を考慮した先進複合材料の熱サイクルによる損傷評価
航空宇宙環境を考慮した先進複合材料の熱サイクルによる損傷評価
考虑航空航天环境的先进复合材料热循环引起的损伤评估
批准号：
09751011
负责人：
荻原 慎二
金额：
$1.34万
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
1997 至 1998
中文摘要
翻译
航空宇宙用先進複合材料であるCFRP積層板に対して,実際の航空宇宙環境を考慮した熱サイクル試験を行い,それにより発生する材料内部の微視的損傷を定量評価し,その発生・進展プロセスをモデル化した.微視的損傷としては,積層板の初期損傷であるトランスバースクラッタとそれにより誘発される層間はく離に着目し,これらの定量評価法を確立した.本研究では,CFRP材料として,T300/3601およびT800H/3631の2種類を採用した.積層構成としては0度層と90度層からなるクロスプライ積層板とし,90度層厚さの影響を検討した.さらに,これらの発生・進展の予測法を構築した.これにより,この材料の損傷許容設計の基礎となり,CFRPの航空宇宙構造への適用の拡大が期待できる.具体的には,平成9年度には,熱サイクル試験の結果からトランスバースクラックおよび層間はく離についての定量評価を行った.平成10年度は,それらの微視的損傷進展のモデル化を試みた.まず,温度変化を考慮した損傷を有する複合材料積層板の応力解析を行うことにより,熱サイクル環境下および引張荷重と熱サイクル環境の複合環境下におけるトランスバースクラックおよび層間はく離発生のクライテリオンを決定し,進展挙動のモデル化を行った.それをもとに,熱サイクルを受けた積層板の弾性率を予測する理論を構築した.この結果,熱サイクルによる損傷発生・進展プロセスの材料および積層構成の違いによる差異が理論的に説明できるようになった.
英文摘要
航空宇宙用先進複合材料であるCFRP積層板に対して,実際の航空宇宙環境を考慮した熱サイクル試験を行い,それにより発生する材料内部の微視的損傷を定量評価し,その発生・進展プロセスをモデル化した.微視的損傷としては,積層板の初期損傷であるトランスバースクラッタとそれにより誘発される層間はく離に着目し,これらの定量評価法を確立した.本研究では,CFRP材料として,T300/3601およびT800H/3631の2種類を採用した.積層構成としては0度層と90度層からなるクロスプライ積層板とし,90度層厚さの影響を検討した.さらに,これらの発生・進展の予測法を構築した.これにより,この材料の損傷許容設計の基礎となり,CFRPの航空宇宙構造への適用の拡大が期待できる.具体的には,平成9年度には,熱サイクル試験の結果からトランスバースクラックおよび層間はく離についての定量評価を行った.平成10年度は,それらの微視的損傷進展のモデル化を試みた.まず,温度変化を考慮した損傷を有する複合材料積層板の応力解析を行うことにより,熱サイクル環境下および引張荷重と熱サイクル環境の複合環境下におけるトランスバースクラックおよび層間はく離発生のクライテリオンを決定し,進展挙動のモデル化を行った.それをもとに,熱サイクルを受けた積層板の弾性率を予測する理論を構築した.この結果,熱サイクルによる損傷発生・進展プロセスの材料および積層構成の違いによる差異が理論的に説明できるようになった.
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荻原慎二,武田展雄,小林 昭: "層間樹脂層を有するCFRP積層板のトランスバースクラック発生" 日本機械学会論文集(A編). 64・618. 508-513 (1998)
Shinji Ogihara、Nobuo Takeda、Akira Kobayashi：“带有层间树脂层的 CFRP 层压板中的横向裂纹生成”日本机械工程师学会会刊（ed.A）64・618（1998 年）。
Shinji Ogihara、Nobuo Takeda、Akira Kobayashi：“带有层间树脂层的 CFRP 层压板中的横向裂纹生成”日本机械工程师学会会刊（ed.A）64・618（1998 年）。
DOI：
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发表时间：
期刊：
影响因子：
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作者：
[]
通讯作者：
S.Ogihara, N.Takeda and A.Kobayashi: "Analysis of stress and displacement fields in interlaminar-toughened composite laminates with transverse cracks" Advanced Composite Materials. 7・2. 151-168 (1998)
S.Ogihara、N.Takeda 和 A.Kobayashi：“具有横向裂纹的层间增韧复合材料层压板的应力场和位移场分析”《先进复合材料》7・2（1998 年）。
S.Ogihara、N.Takeda 和 A.Kobayashi：“具有横向裂纹的层间增韧复合材料层压板的应力场和位移场分析”《先进复合材料》7・2（1998 年）。
DOI：
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发表时间：
期刊：
影响因子：
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作者：
[]
通讯作者：
荻原 慎二: "層間高靱化CFRP積層板のトランスバースクラック近傍の微視的変形メカニズム" 材料システム. 16. 135-141 (1997)
Shinji Ogihara：“层间增韧 CFRP 层压板横向裂纹附近的微观变形机制”材料系统。16. 135-141 (1997)。
Shinji Ogihara：“层间增韧 CFRP 层压板横向裂纹附近的微观变形机制”材料系统。16. 135-141 (1997)。
DOI：
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发表时间：
期刊：
影响因子：
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作者：
[]
通讯作者：
荻原 慎二: "トランスバースクラックを有する層間高靱性化複合材料積層板の応力および変位場解析" 日本機械学会論文集A編. 63・610. 1219-1225 (1997)
Shinji Ogihara：“带横向裂纹的层间增韧复合材料层压板的应力和位移场分析”，日本机械工程师学会会刊，A 版 1219-1225（1997 年）。
Shinji Ogihara：“带横向裂纹的层间增韧复合材料层压板的应力和位移场分析”，日本机械工程师学会会刊，A 版 1219-1225（1997 年）。
DOI：
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发表时间：
期刊：
影响因子：
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作者：
[]
通讯作者：
S.Ogihara, N.Takeda, K.Matsuo and A.Kobayashi: "Effects of thermal cycling on damage progeress in interlaminar-toughened CFRP cross-ply lamimates" Proceedings of the Eighth Japan-U,S.Cmferemce on Composite Materials. 591-599 (1998)
S.Ogihara、N.Takeda、K.Matsuo 和 A.Kobayashi：“热循环对层间增韧 CFRP 交叉层合材料中损伤进展的影响”第八届日美复合材料会议论文集。
S.Ogihara、N.Takeda、K.Matsuo 和 A.Kobayashi：“热循环对层间增韧 CFRP 交叉层合材料中损伤进展的影响”第八届日美复合材料会议论文集。
DOI：
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发表时间：
期刊：
影响因子：
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作者：
[]
通讯作者：
共 12 条
先進複合材料における力学的特性のミクロ非線形性制御による耐損傷構造設計
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批准号：15760599
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项目类别：Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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资助金额：$2.37万
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财政年份：2003
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负责人：荻原 慎二
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依托单位：
形状記憶合金埋込による航空宇宙用複合材料の損傷抑制機能の付加と力学的特性の制御
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批准号：11750790
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项目类别：Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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资助金额：$1.41万
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财政年份：1999
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负责人：荻原 慎二
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依托单位：
航空宇宙用複合材料の損傷許容設計のための熱残留応力の定量評価と損傷進展
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批准号：07751010
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项目类别：Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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资助金额：$0.64万
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财政年份：1995
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负责人：荻原 慎二
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依托单位：
海外基金