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J-GLOBAL ID：202002235859808255   整理番号：20A2570359

均質化理論に基づく炭素繊維強化プラスチックの損傷特性解析

Damage-property analysis of carbon fiber-reinforced plastic based on homogenization theory

著者 (3件)： GOTO Keita (Department of Aerospace Engineering, Nagoya University) ,  TOMIOKA Takuya (Department of Aerospace Engineering, Nagoya University) ,  ARAI Masahiro (Department of Aerospace Engineering, Nagoya University)
資料名： Mechanical Engineering Journal (Web)  (Mechanical Engineering Journal (Web))
巻： 7  号： 4  ページ： 19-00623(J-STAGE)  発行年： 2020年 
JST資料番号： U0484A  ISSN： 2187-9745  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： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本研究においては,母相樹脂の非線形機械的性質を考慮した炭素繊維強化プラスチック(CFRP)積層材の損傷発達挙動を,均質化理論および連続体損傷力学に基づいた数値シミュレーションを通して調べた。スカラ損傷変数を弾-粘塑性構成方程式へ適用し,続いて,この構成方程式を弾-粘塑性材料についての均質化理論へ導入した。いくつかの歪速度の下での除荷および再負荷を含む一軸引張試験を,エポキシ樹脂でできた試験片を用いて実施した。そして,一方向CFRP積層材の損傷発達挙動を均質化理論を用いて解析した。数値結果から,粘塑性挙動が応力歪曲線中に観察され,エポキシ樹脂の損傷が進展する時応力は劇的に減少した。微視的な分布が,負荷方向に沿って配向した繊維周辺のエポキシ樹脂において損傷が開始し,エポキシ樹脂の高い損傷変数領域を繋げることで進展していることを示した。一方向CFRP積層材の一軸引張試験も数値結果を検証するために実施した。実験破壊応力は,数値結果から得た破壊開始点での最大および最小応力の間で分布した。このため,提案した数値方法はCFRP積層材の損傷発達挙動を解析できることを確認した。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *炭素繊維強化プラスチック ,  *発展 ,  数値解析 ,  エポキシ樹脂 ,  粘塑性 ,  均質化
準シソーラス用語： *損傷進展

著者キーワード (5件)： 複合材料 ,  繊維強化プラスチック ,  連続体損傷力学 ,  粘塑性 ,  均質化

分類 (1件)： ゴム・プラスチック材料  (HC04030W)

引用文献 (24件)：

• Goto, K., Arai, M., Kano, Y., Hara, E. and Ishikawa, T., Compressive fracture aspect of thick quasi-isotropic carbon fiber reinforced plastic laminates, Composites Science and Technology, Vol.181 (2019a), 107706.
• Goto, K., Imai, K., Arai, M. and Ishikawa T., Shear and tensile joint strengths of carbon fiber-reinforced thermoplastics using ultrasonic welding, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, Vol.116 (2019b), pp.126-137.
• Goto, K., Nogawa, N., Arai, M., and Matsuda, T., Evaluation of thermo-elasto-viscoplastic properties of unidirectional CFRTP based on homogenization theory, Transactions of the Japan Society for Computational Methods in Engineering, Vol.16 (2016), pp.115-120 (in Japanese).
• Hahn, H.T. and Williams J.G., Compression failure mechanisms in unidirectional composites, in: Whitney, J.M. (Ed.), Composite Materials: Testing and Design (Seventh Conference), ASTM International, West Conshohocken, PA (2001), pp.115-139.
• Kaku, K., Arai, M., Fukuoka, T. and Matsuda, T., Evaluation of thermo-viscoelastic property of CFRP laminate based on a homogenization theory, Acta Mechanica, Vol.214, No.1-2 (2010), pp.111-121.

タイトルに関連する用語 (5件)： 均質化 ,  理論 ,  炭素繊維強化プラスチック ,  損傷 ,  特性解析