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レーザーモアレ干渉法によるセラミックス基複合材料の繊維架橋効果に関する研究

激光莫尔干涉技术研究陶瓷基复合材料纤维交联效应

基本信息

批准号：
14750069
负责人：
大木順司
金额：
$ 2.43万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、繊維体積率V_f=20%のSiCウィスカー強化アルミナセラミックスについて破壊靱性試験を行い、レーザーモアレ干渉変位計測システムを用いて試験中に生じるき裂開口変位を計測した。そして、この計測したき裂開口変位と有限要素解析より計算された繊維架橋を考慮していない場合のき裂開口変位の比較を行った。その結果、計測したき裂開口変位は、有限要素解析より得られたそれより小さくなり、この材料が繊維架橋効果により高靭化されることが確認できた。さらに、有限要素モデルのき裂面部分にあたる節点の強制変として、本計測より得られたき裂開口変位を与えることにより、き裂面部に生じる繊維架橋応力を算出した。これにより、繊維架橋応力の分布は、き裂先端近傍で最大となり、き裂先端から離れるに従い減少する傾向を示すことがわかった。さらに、この結果を用いて、応力拡大係数の繊維架橋により増分ΔK_Cを破壊力学に基づき算出した。その結果、ΔK_Cと、負荷荷重および予き裂長さから算出した見かけの応力拡大係数Kとの比は、負荷レベルが大きくなるにしたがい、小さくなる傾向を示した。これは、荷重の増加に伴い、き裂面に架橋している繊維の破断や引抜けなどが多く生じるようになるためと考えられる。なお、この手法により算出した破壊時における応力拡大係数の増分ΔK_Cは、実験より得られた見かけの応力拡大係数の増分と良好に一致し、この手法の有効性が確認できた。

This year, the SiC volume ratio V_f=20% is strengthened, and the cracking position is measured in the middle of the test. For example, the calculation of crack position and finite element analysis, the calculation of crack position and finite element analysis, the calculation of crack position and finite element analysis, and the calculation of crack position and finite element analysis. The results of the measurement, the crack position, the finite element analysis, the small size, the high toughness of the material, In this paper, the stress of the node is calculated by the finite element method. The distribution of bridging forces is shown by the tendency to decrease near the tip of the crack. In addition, the results are calculated by using the method of calculating Δ K_C and the method of calculating ΔK_C. The results, ΔK_C, load and load are calculated according to the ratio of load and load, and the tendency of load and load to be large and small is shown. The load increases, the crack surface bridges, the crack surface breaks, and the crack surface breaks. The increase of the force coefficient ΔK_C was calculated by the method, and the increase of the force coefficient ΔK_C was confirmed by the method.