A study for damage assessment of fiber reinforced composites using continuum damage mechanics

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今年度の実施状況について，まずは直交三次元織物セラミックス基複合材料の剛性低下挙動に関する予測の研究について述べる．今年度はモデルの予測精度向上のために，（１）トランスバースクラックによる剛性低下予測モデルの改良，および（２）トランスバースクラックとマトリックスクラックの相互作用によるトランスバースクラック密度の飽和挙動モデルの導入を行った．（１）の内容は発表論文(1-1)にまとめた． （２）の研究結果は，論文「Micromechanical modeling for the in-plane mechanical behavior of orthogonal 3D woven ceramic matrix composites with transverse and matrix cracking」としてまとめ，International Journal of Damage Mechanicsへ投稿した．もう一つの研究項目である衝撃荷重を受けるCFRP積層板の損傷進展挙動及びその力学的応答に関しては，前年度は構築した損傷モデルをSPH (Smoothed Particle Hydrodynamics)法に組み込むことにより、CFRP擬似等方積層板のOHT (Open hole tension)およびOHC (Open hole compression)試験の損傷進展予測を行った．しかし，この前年度作成したツールを精査した際，はく離モデルに問題があったため，今年度ははく離モデルの再検討を行った．はく離モデルとしては，Camanhonらのはく離モデルをSPH法に適用できるよう改良し，再度擬似等方積層板のOHTおよびOHC試験の損傷進展挙動予測を行い実験結果と比較した．その結果，解析結果は，実験で得られた荷重―変位線図および損傷進展挙動を定性的に予測できることを明らかにした．