金属-CFRP接着継手の疲労強度評価に関する研究

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最近高性能な構造用接着剤が開発され、接着継手強度が飛躍的に改善されている。それによって、接着継手の疲労寿命は接着層端部におけるき裂の発生により、き裂進展に大きく支配されるようになっている本研究は金属-CFRP接着継手の応力解析、界面き裂の応力拡大係数の解析および疲労強度試験を行い、接着継手の接着層におけるき裂の発生と伝播のメカニズムの検討を行うと共に、接合界面におけるき裂の伝播寿命を考慮した金属-CFRP接着継手の疲労強度評価法を確立することを目的とした。本研究では単純重ね合わせ金属-CFRP接着継手強度に関する一連の研究を実施し、その結果から(1)き裂のない接着継手の応力解析と実験結果から、接着継手接合端部のき裂の発生は接合端部に生じる最大相当応力と接着材料の組み合わせによって評価できることがわかった。(2)接着部に生じるき裂の応力大係数はき裂の長さにほとんど影響されないことがわかった。(3)接着部端部にき裂が発生した後、安定進展し、その進展速度とき裂の応力拡大係数との関係はパリ則に従うことがわかった。(4)接着部に沿って進展するき裂の進展速度は負荷の周波数に大きく影響され、接着剤の粘性効果はき裂進展速度の影響因子として考慮しなければならないことがわかった。以上の結果に基づいて、金属-CFRP接着継手の信頼性評価法を確立する指針が得られた実験結果の充実を図ると共に一般性のある接着継手の疲労強度および疲労き裂進展速度の評価方法を開発することができると考えられる。