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繊維強化金属基複合材料の疲労損傷過程の解析

纤维增强金属基复合材料疲劳损伤过程分析

基本信息

批准号：
08650818
负责人：
高島和希
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kumamoto University
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-08650818/
关键词：
複合材料 Ti合金 SiC繊維疲労損傷き裂材料評価内部摩擦

项目摘要

金属基繊維強化複合材料は、次世代の宇宙・航空用材料として期待されているが、実用化に際しては、破壊、疲労特性の評価と非破壊的な損傷評価法の確立が重要と考えられる。本研究では、SiC繊維強化Ti合金に対して曲げ試験により繰り返し負荷を与えたときの損傷の進展過程を調べるとともにその評価法についても検討した。試料には、SiC連続繊維で一方向に強化したTi-6Al-4V合金を用いた。この複合材料パネル材(厚さ2mm、積層数8、繊維体積率35%)より試験片を切り出し、4点曲げによって、一定振幅の繰返し荷重を与えた。試験条件としては、応力比0.1、荷重繰り返し周波数10Hz、試験環境は室温大気中とした。複合材中に発生した損傷は、最大負荷応力(σ_<max>)の値に依存して変化した。σ_<max>が0.5σ_B以上では繊維の破断が支配的であった。これは、この応力レベル以上では、繊維にかかる応力が繊維の破断応力を超えるために繊維の破断が先に生じ、それに伴う応力集中のために隣接した繊維が破断するためと考えられる。これに対して、σ_<max>が0.35σ_B以下では、マトリックス中のき裂進展が主たる損傷となった。これは、試料の端部から疲労き裂が発生しても、繊維にかかる荷重が繊維の破断荷重以下になるため、繊維破断は起こらずマトリックス中をき裂が伝播するためである。また、σ_<max>が0.35〜0.5σ_Bの範囲では、ブリッジングが生じた領域で、繊維の破断も認められた。これは、負荷荷重が大きくなると、き裂先端から遠い箇所の繊維にかかる荷重が増大し、破断荷重を超えたためと考えられる。すべての試験において、内部摩擦と損傷部におけるき裂(損傷)密度との間には相関関係が認められた。このことは、内部摩擦から損傷の程度ならびに寿命を推定することが可能なことを示しており、定期点検等に対して有効な損傷評価法として適用できることを強く示唆している。

Metal-based reinforced composite materials, next-generation aerospace materials are expected to be used, used, worn, fatigue properties are not broken, and the method is necessary to ensure that it is important. The purpose of this study is to strengthen the Ti alloy by strengthening the mechanical properties of the Ti alloy in order to improve the performance of the alloy. Material, SiC connection, one direction, strengthen the Ti-6Al-4V alloy, use the steel. The composite material (thick 2mm, active number 8, body activity rate 35%) is cut out, 4-point curve is cut, and a certain amplitude is returned to the load. The ambient temperature is different, the force ratio is 0.1, the cycle number of load return is 10Hz, and the ambient temperature is ambient at room temperature. In the composite wood, the maximum load force (σ _ & lt;max>) depends on the temperature. σ _ & lt;max> > 0.5 σ _ B is dominated by breakage. The first step is to give birth to the force first, and then to concentrate the force on the side of the machine. The crack is under 0.35 σ _ B in σ _ & lt;max>, and the crack is in the middle of it. The tiredness of the end of the material, the crack, the load, the end, the end and the end. The range of σ _ & lt;max> is 0.350.5 σ _ B, the range of σ _ B is 0.350.5, the range of σ _ B is 0.350.5 σ _ B, the range of σ _ B is 0.350.5 σ _ B. The load is heavy, the load is large, the crack end is heavy, the load is heavy, the load is broken, and the load is broken. The density of the internal friction is much higher than that of the internal friction, and the density of the internal friction is much higher than that of the internal friction. The degree of internal friction, the presumption of lifespan, the possibility of showing signs, periodic orders, etc., and so on.