複合材料積層板における層間き裂のモ-ドII破壊じん性値の基礎的研究

复合材料层合板层间裂纹II型断裂韧性基础研究

• 批准号: 02650047
• 负责人: 高雄 善裕
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02650047/
• 关键词: 複合材料; 損傷; 界面; せん断抵抗; き裂; はく離; モ-ドII応力拡大係数; 積層板

複合材料積層板における層間き裂のモ-ドII型破壊じん性値の研究を行なった。ここでは、破壊じん性値が以下の3要素よりなると考えた。つまり、(1)層界面の表面エネルギ、(2)き裂近傍の損傷への仕事、(3)層界面間の相対的ずれによる摩擦仕事、とした。この考えを基にし、具体的には、層界面間の垂直抗力と摩擦力に注目し、摩擦仕事がモ-ドIIの破壊じん性値に占める割合を数値析及び実験により解析した。他に、剥離に関連した数値解析や実験解析を行った。概要を以下に示す。(1)垂直抗力と摩擦抵抗を伴うモ-ドII型じん性について。積層構成0/99/0と0/±45/90±45/0の積層板の静的引張試験を考察した。き裂は90度層から発生する。この垂直き裂は0度層あるいは45度層にあたり、界面に沿ったモ-ドII型界面はく離き裂に成長する。このようなT型き裂では、ポアソン効果により、一定程度発達した界面き裂面は一般に閉じる。これにより、界面き裂先端近傍でかなりの垂直抗力→摩擦力→摩擦仕事が発生すると予想できる。この摩擦仕事を含むモ-ドII破壊じん性値を求め、積層構成と積層数が、垂直抗力・摩擦力・じん性値へ与える影響を得めた。(2)摩擦抵抗について。(1)T型き裂側面に数μmのアルミニウム格子模様を蒸着し、走査電子顕微鏡内で負荷を加え、相対的なずれを計測し、ずれの量からShear Lag理論を適用し摩擦抵抗を求めた。(3)剥離が存在する場合の積層材料構造安定性、剥離後の摩擦抵抗で荷重を支える複合材料ロ-プ端末部に対する静水圧の効果を求めた。

A Study on the Properties of Interlayer Cracking in Composite Laminates The following three factors are considered: . (1) Surface damage at the interface,(2) Damage near the crack,(3) Friction at the interface, and This paper discusses the basic, concrete, and vertical resistance and friction between layers, and analyzes the numerical and practical characteristics of friction. He is the only one who has the ability to analyze the relationship between the two. A summary is given below. (1)Vertical resistance and friction resistance are accompanied by type II resistance. The static tension test of laminate with laminate composition of 0/99/0 ± 0/±45/90±45/0 shall be investigated. 90 ° C layer is cracked. The vertical crack is formed along the 0-degree layer and along the 45-degree layer. The T-shaped crack surface is generally closed, and the crack surface is generally closed. The vertical resistance force → friction force generation. The friction factor includes the following factors: layer composition, layer number, vertical resistance, friction force, property value, and influence. (2)Friction resistance. (1)T The load in the electron microscope was measured and the friction resistance was calculated according to the Shear Lag theory. (3)Structural stability of laminated materials in the presence of peeling, friction resistance after peeling, and hydrostatic pressure effects of composite materials

项目成果

肥山 央,古賀 洋治,高雄 善裕: "ケブラ-ロ-プ端末部強度に与える静水圧効果" 材料.

Masaru Hiyama、Yoji Koga、Yoshihiro Takao：“静水压力对凯夫拉绳索终端强度的影响”材料。

W.X.Wang;Z.Shen;W.Shen;P.H.Chen;Y.Takao: "An Analysis of Compressive Stability of Elastic Solids Containing a Crack Parallel to the Surface" Engineering Fracture Mechanics.

W.X.Wang;Z.Shen;W.Shen;P.H.Chen;Y.Takao：“含有平行于表面的裂纹的弹性固体的压缩稳定性分析”工程断裂力学。

W.X.Wang;Y.Takao: "A New Model of Predicting the Nonlinear Behaviour of Composite Materials" Journal of Composite Materials.

W.X.Wang；Y.Takao：“预测复合材料非线性行为的新模型”复合材料杂志。