特異積分方程式の援用による繊維強化型複合材料の力学的強化機構と損傷機構の解明

利用奇异积分方程阐明纤维增强复合材料的机械强化机制和损伤机制

• 批准号: 08650115
• 负责人: 野田 尚昭
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08650115/
• 关键词: 複合材料; 強化繊維; 介在物; 応力拡大係数; 特異応力場

複合材料の強度評価は破壊機構が複雑であることから,従来かなり経験的に行われてきたが,その定量的評価法の確立が最近特に必要となってきた.このため,強化機構のみならず負荷荷重によって生じる損傷機構をまず明かにすることが要求されるようになった.そこで本研究では実際の繊維の状態をほぼ正確にモデル化したモデルを厳密に解析することによって,繊維強化複合材料の力学的強化機構および損傷機構を解明する事に成功した.[1]特異積分方程式法による長方形介在物,円柱状介在物の高精度解析方法の確立はじめに問題を体積力法の考え方を適用して特異積分方程式で表現し,解析する手法の有効性,信頼性を確かめた.また,介在物角部に生じる特異応力を角部に関して定義された応力拡大係数で表現し,その解析精度を検討した.その結果,境界をいくつかの基本区間に分割し,各基本区間での未知関数を基本密度と多項式で近似することが有効であることを解析条件を変化させて確認した.[2]特異積分方程式法による長方形介在物の強化機構,損傷機構の解析母材中の強化繊維の補強効果を調べたこれまでの研究の多くは繊維を線近似する1次元モデルを用いているため,繊維の材質寸法の影響を説明する上で十分なものではなかった.本研究では,繊維の剛性や長さを変化させて,強化繊維を長方形介在物とみなしたときのChenの結果と比較検討した.つぎに,解析のなされていない複数個の繊維の干渉効果を各種条件下で明らかにした.[3]特異積分方程式法による円柱状介在物の強化機構,損傷機構の解析強化繊維を円柱状介在物とみなしたときの強化効果の解析はこれまでに見当たらなかった.しかし,実際の繊維の補強効果の解明にはこのような3次元モデルが不可欠であると考えられる.本研究では,[1],[2]で得られた知見を基にして,円柱状とみなしうる繊維の剛性や長さを変化させて,繊維に沿って応力,変位がどのように分布するか,強化機構に影響する因子を明かにした.

The strength evaluation of composite materials is especially necessary for the establishment of quantitative evaluation methods. The strengthening mechanism has a load on it, and the damage mechanism has a load on it. In this study, the mechanical strengthening mechanism and damage mechanism of reinforced composite materials were successfully solved. [1]Establishment of High Accuracy Analytical Methods for Rectangular and Cylindrical Media by Specific Integral Equation Method; For example, the definition of the angle of the object, the coefficient of the angle of the object, and the accuracy of the analysis are discussed. As a result, the boundary is divided into basic intervals, and the unknown relationship of each basic interval is determined by the basic density polynomial approximation. [2]A Study on the Effect of Strengthening and Reinforcement of Rectangular Dielectric Material by Using the Specific Integral Equation Method and the Analysis of Damage Mechanism; In this study, we compared the results of the rigid and rigid medium transformation and the reinforced rectangular medium transformation. A number of dimensions and effects are observed under various conditions. [3]Special integral equation method for cylindrical medium strengthening mechanism, analysis of damage mechanism strengthening dimension of cylindrical medium strengthening effect analysis of cylindrical medium strengthening effect In fact, the reinforcement effect of the real dimension is solved by the three-dimensional method. In this study,[1] and [2], we found that the basic knowledge of the mechanism is that the rigid structure of the mechanism is changed, and the force and position of the mechanism are changed along the mechanism.

项目成果

西川兼康,高田勝 監修: "機械工学用語辞典" 理工学社, 672 (1996)

西川兼康和高田胜监督：《机械工程术语词典》Rikogakusha，672（1996）

野田尚昭,他3名: "Interaction of Newly Defined Stress Intensity Factors for Angular Corners in a Row of Diamond Shaped Inclusions" International Journal of Fracture. (掲載決定). (1997)

Naoaki Noda 和其他 3 人：“一排钻石形夹杂物中角角的新定义应力强度因子的相互作用”《国际断裂杂志》（1997 年出版）。

野田尚昭,他2名: "Stress Concentration Factors for Shoulder Fillets in Round and Flat Bars under Various Loads" International Journal of Fatigue. 10・1. 75-84 (1997)

Naoaki Noda 等 2 人：“各种载荷下圆钢和扁钢的肩部圆角的应力集中系数”国际疲劳杂志 10・1（1997 年）。

野田尚昭,松尾忠利: "Analysis of a row of elliptical inclusions in a plate using singular integral equations" International Journal of Fracture. (掲載決定). (1997)

Naoaki Noda、Tadatoshi Matsuo：“使用奇异积分方程分析板中的一排椭圆形夹杂物”《国际断裂杂志》（1997 年出版）。

野田尚昭,他2名: "Stress Intensity Factors of Double and Multiple Edge Cracks" JSME International Journal Series A. 40・1. 1-7 (1997)

Naoaki Noda 等 2 人：“双边缘和多重边缘裂纹的应力强度因子”JSME 国际期刊系列 A. 40・1 (1997)。