C/C複合材料の界面アロイ構造の制御による破壊機構の変化と最適化

控制C/C复合材料界面合金结构改变及优化断裂机制

• 批准号: 09243225
• 负责人: 北條 正樹
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09243225/
• 关键词: カーボンアロイ; C; C複合材料; 破壊; 切欠き材; 界面アロイ構造; 熱処理温度; 破壊力学; シミュレーション

本研究では,界面領域の強度や構造が大きく異なるC/C複合材料を,同一の考材をもとにして焼成温度のみを変えて作製し,高倍率のマイクロスコープを試験機と組合せ,アロイ化した界面構造と微視的な破壊挙動の関係をその場観察することにより,界面アロイ構造が切欠き材の破壊機構に及ぼす影響を系統的に検討することを目的とする.また,微視的な破壊のプロセスを考慮に入れた修正シェアラグシミュレーションにより,破壊過程の再現を試み,メゾレベルで力学応答を記述することを試みる.本年度の成果は次のように要約される.(1)破壊機構を界面のアロイ化構造との関連において系統的に検討:焼成温度(HTT)を1600,2500,3000℃と選択することにより,HTTが2500℃以上ではストレス配向による界面構造・強度の変化が観察された.これに伴い,切欠き材の破壊機構も変化し,界面強度が強い(HTT1600℃)の場合はリガメントが8mm(織り目の2倍)を超えると切欠き効果が認められるのに対し,界面強度が弱い(HTT3000℃)場合はリガメントが長くなっても正味断面応力基準で整理できた.微視的な損傷の発生と進展は,上述の破壊機構と非常によく対応することが明かとなった.(2)メゾメカニックスによる破壊過程の再現:シェアラグシミュレーションにおいてマトリックスも軸応力を負担し,はく離を考慮した修正解析を行った.計算結果は焼成温度による切欠き効果の違い(破壊基準の違い)をよく説明した.また,モデルでの各要素の微視的な破壊プロセスも,実験とよく対応することが明らかになった.

This study で は, の interface field intensity や tectonic が big き く different な る を C/C composites, and the same の test material を も と に し て 焼 temperature の み を - え て as し, high-magnification の マ イ ク ロ ス コ ー プ を と combination せ test machine, ア ロ イ change し た micro visual interface structure と な broken 壊 挙 dynamic の masato is を そ の field 観 examine す る こ と に よ り, interface ア ロ イ structure Cut made が owe き の broken 壊 institutions に and ぼ す に affecting を beg す 検 る こ と を purpose と す る. ま た, micro visual な broken 壊 の プ ロ セ ス を consider に into れ た correction シ ェ ア ラ グ シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り, broken 壊 の reappears を み, メ ゾ レ ベ ル で mechanics 応 answer を account す る こ と を try み る. の achievement this year は times の よ う に offer さ れ る. (1) broken 壊 institutions を interface の ア ロ イ chemical structure と の masato even に お い て system に beg: 検 焼 into temperature (HTTP) を 1600250 0300 0 ℃ と sentaku す る こ と に よ り, HTTP が above 2500 ℃ で は ス ト レ ス match to に よ る interface structure, strength の variations change が 観 Examine さ れ た. こ れ に companion い, cut の broken 壊 institutions owe き material も - し, interface strength strong が い (HTT1600 ℃) の occasions は リ ガ メ ン ト が 8 mm (woven り mesh の 2 times) を super え る と cut owe き unseen fruit が recognize め ら れ る の に し seaborne, interface strength weak が い (HTT3000 ℃) occasions は リ ガ メ ン ト が long く な っ て も flavor profile Youdaoplaceholder0 force reference で organization で た た. The な damage of visual の 発 は と progress, the の broken 壊 institutions と very に よ く 応 seaborne す る こ と が Ming か と な っ た. (2) メ ゾ メ カ ニ ッ ク ス に よ る broken 壊 の reappears: シ ェ ア ラ グ シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に お い て マ ト リ ッ ク ス を burden し 応 も axis force, は く from を consider し た fixed line analytical を っ た. Temperature calculation results は 焼 に よ る cut owe き unseen fruit の violations い (broken 壊 benchmark の violations い) を よ く illustrate し た. ま た, モ デ ル で の の micro depending on each factor な broken 壊 プ ロ セ ス も, be 験 と よ く 応 seaborne す る こ と が Ming ら か に な っ た.

项目成果

井上忠信: "き裂が界面に到達した異材接合対の熱応力の理論解" 材料. 47巻・1号. 60-67 (1998)

Tadanobu Inoue：“一对不同材料连接时裂纹到达界面的热应力的理论解决方案”，第 47 卷，第 1. 60-67 期（1998 年）。

弥富政享: "C/C複合材料の破壊横構に及ぼす熱処理温度の影響" 材料. 47巻. (1998)

Masaaki Yatomi：“热处理温度对 C/C 复合材料断裂轮廓的影响”材料，第 47 卷。

Shojiro Ochiai: "A Shear-lag Approach to The Early Stage of Interfacial Failure in The Fiber Direction in Notched Two-Dimensional Composites" Composite Science and Technology. Vol.57・No.7. 775-785 (1997)

Shojiro Ochiai：“缺口二维复合材料中纤维方向界面失效的剪切滞后方法”《复合材料科学与技术》第 57 卷·第 775-785 期。

北條正樹: "破壊力学とその特性評価" 材料. 46巻・5号. 568-574 (1997)

Masaki Hojo：“断裂力学及其特性的评估”材料，第 46 卷，第 5 期，568-574。

北條正樹: "C/C複合材科の破壊機構評価" 日本機械学会第74期通常総会講演会講演論文集(II). 271-272 (1997)

北条正树：《C/C复合材料断裂机理的评价》日本机械工程学会第74届普通大会论文集（II）271-272（1997）。