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J-GLOBAL ID：201802214469740780   整理番号：18A1418392

Carbon/Epoxy複合材料積層板のMode I層間破壊靭性に及ぼす温度と繊維配向角の影響

The Effects of Temperature and Fiber Orientation on the Mode I Interlaminar Fracture Toughness of Carbon/Epoxy Composite Laminates

著者 (3件)： KIM Hyoung-Soo (日本大学理工学部) ,  WANG Wen-Xue (九州大学応用力学研究所) ,  高雄善裕 (九州大学応用力学研究所)
資料名： 実験力学  (JSEM)
巻： 18  号： 2  ページ： 95-102(J-STAGE)  発行年： 2018年 
JST資料番号： L4590A  ISSN： 1346-4930  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 剥離は,複合構造における支配的な破壊機構である。本研究では,二重片持梁(DCB)試験を行い,炭素/エポキシ複合材のモード1層間破壊靱性G_Iに及ぼす温度と繊維配向の影響を調べた。-100°C,20°Cおよび150°Cの様々な温度で,//で示された事前に剥離させた界面を有する3種類[0₁₂//0₁₂],[22.5/-22.5/0₈/-22.5/22.5//-22.5/22.5/0₈/22.5/-22.5]と[45/-45/0₈/-45/45//-45/45/0₈/45/-45]の各ラミネートについてのG_Iの値を得た。また,破面観察も走査電子顕微鏡(SEM)と光学顕微鏡を用いて,破壊面観察を行った。G_Iは温度と繊維配向によって明らかに影響を受けることを示した。剥離が0//0にある試験片の場合,層間剥離が増加するにつれて破壊形態が変化するが,開始G_IC(亀裂発生時のG_I)の破壊靭性値は,伝搬G_IR(亀裂伝搬中のG_I)とは異ならず,0//0界面を有する試験片の破壊靭性は,ほとんど温度の影響を受けなかった。しかし,22.5//-22.5界面を有する試料のG_IRは,大きな亀裂長さ領域で顕著な温度依存性を示した。45//-45界面を有する試験片の場合,G_IRは,亀裂ジャンプと繊維架橋の両方の破壊機構によってかなり影響され,G_IRに及ぼす温度の影響は,22.5//-22.5界面を有する試験片の場合より少なかった。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： 炭素繊維 ,  エポキシ樹脂 ,  *複合材料 ,  *層間剥離 ,  *積層板 ,  材料試験 ,  モード1 ,  *破壊靱性 ,  温度依存性 ,  *繊維配向 ,  界面 ,  亀裂 ,  亀裂伝搬 ,  亀裂発生 ,  走査電子顕微鏡 ,  跳躍現象
準シソーラス用語： 二重片持梁試験 ,  層間破壊靱性 ,  破壊機構

著者キーワード (10件)： 温度 ,  繊維配向 ,  炭素/エポキシ複合材料 ,  DCB試験 ,  モードI層間破壊靱性 ,  温度 ,  繊維配向 ,  炭素/エポキシ複合材料 ,  DCB試験 ,  モードI層間破壊靱性

分類 (2件)： ゴム・プラスチック材料試験  (HB03000F) ,  機械的性質  (YH02022L)

引用文献 (29件)：

• 1) Kim, H. S., Ogi, K., Matsubara, T., Wang, W. X. and Takao, Y.: Microscopic Damages of Quasi-Isotropic Carbon/Epoxy Laminates at various Temperatures (in Japanese), Journal of the Society of Materials Science, Japan, 47-6 (1998), 599-605.
• 2) Hine, P. J., Brew, B., Duckett, R. A. and Ward, I. M.; Failure Mechanisms in Continuous Carbon Fibre Reinforced PEEK Composites, Composites Science and Technology, 35 (1989), 31-51.
• 3) Davies, P., Cantvell , W., Moulin, C. and Kausch, H. H.: A Study of the Delamination Resistance of IM6/PEEK Composites, Composites Science and Technology, 36 (1989), 153-166.
• 4) Ilcewicz, L. B., Keary, P. E. and Trostle J.: Interlaminar Fracture Toughness Testing of Composite Mode I and Mode II DCB Specimens, Polymer Engineering and Science, 28-9 (1988), 592-604.
• 5) Vhitney, J. M., Brovning, C. E. and Hoogsteden, W.: A Double Cantilever Beam Test for Characterizing Mode I Delamination of Composite Materials, Journal of Reinforced Plastics and Composites, 1 (1982), 297-313.

タイトルに関連する用語 (4件)： 複合材料 ,  積層板 ,  破壊靭性 ,  繊維配向角