層間靭性強化CFRPの超音波伝播特性による定量評価

基于层间韧性增强CFRP超声传播特性的定量评价

基本信息

批准号：
12750809
负责人：
岡部洋二
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750809/
关键词：
層間靭性強化CFRP 超音波反射率弾性係数逆問題漏洩ラム波超音波スペクトラム顕微鏡薄膜複合材料層間靱性強化CFRP

層間靭性強化CFRP 超音波反射率弾性係数逆問題漏洩ラム波超音波スペクトラム顕微鏡薄膜複合材料層間靱性強化CFRP

项目摘要

昨年度は、T800H/3900-2と呼ばれるタイプの層間靭性強化CFRPの、各層間に形成される約30μmの極めて薄い層間樹脂層について、その片面を表出させて超音波反射率を測定することで、一般的な静的試験法では測定の困難な樹脂層の物性値を同定する手法を確立した。そこで本年度は、その同定を行う際に必要となる、樹脂層の基盤層であるCFRP層の弾性係数を、超音波反射率から同定する方法の確立を行った。まず、そのための試験片として、層間靭性強化CFRP(T800H/3900-2)のプリプレグ1枚のみで成型し、その両面から樹脂層を除去してCFRP一層のみを残したものを作成した。次に、弾性係数の同定を行うためには、試験片の厚さを正確に把握しておく必要がある。よって超音波を利用し、厚さの絶対値を水中の音速を基準にして測定する新たな手法を確立した。その後、試験片表面で超音波反射率の測定を行った。このCFRP一層のみの試験片は厚さが約140μmと薄いため、測定した反射率上には、漏洩ラム波の励起によって多数の極小点からなる曲線が現れていた。そこで、このCFRP薄板を面外等方性と仮定し、引張試験によって求めた繊維方向の弾性率を用いながら、反射率の測定面と弾性係数の関係をうまく利用することで、それらの反射率上の極小点から5成分全ての弾性係数を逆問題で特定の値に同定することができた。さらに、反射率の計算結果は測定結果を良く再現していた。その後、得られたCFRP層の全弾性係数を用い、その上に形成されている樹脂層の弾性係数の同定を行ったところ、より正確に樹脂層の物性値を得ることが可能となった。

去年，我们建立了一种方法来识别树脂层的物理性能，对于使用典型的静态测试方法，难以测量它们，对于在每层层间耐耐力增强的CFRP之间形成的非常薄的层间夹层树脂层，这是T800H/3900-2的类型，是通过测量超声反射层的一种T800H/3900-2。因此，今年，我们已经建立了一种方法来识别CFRP层的弹性模量，即从超声反射率中识别树脂层的基层，这是识别所必需的。首先，作为为此目的的测试标本，仅使用一个预处理（T800H/3900-2）对样品进行模制，以增强层间韧性，并从两侧取出树脂层，仅保留一层CFRP。接下来，为了识别弹性模量，有必要准确掌握测试样品的厚度。因此，已经建立了一种使用超声波的新方法，以根据水中的声音速度来测量绝对厚度值。之后，在测试样品表面测量了超声反射率。只有一层CFRP的测试片在约140μm的情况下很薄，因此在测得的反射率上，由于泄漏羔羊波的激发，揭示了由许多最小点组成的曲线。因此，通过假设该CFRP薄板是平面外的各向同性，并在通过拉伸测试确定的纤维方向上使用弹性模量，可以使用反问题来识别所有五个组件的弹性模量，以使用反向问题来识别反射率的最小值。此外，作为测量结果，反射率计算结果得到了很好的再现。之后，使用CFRP层的总弹性模量来识别其形成的树脂层的弹性模量，并且有可能获得树脂层的更准确的物理值。