C/C複合材料の継手強度に関する研究

C/C复合材料接头强度研究

• 批准号: 06750711
• 负责人: 向後 保雄
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Institute of Space and Astronautical Science
• 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750711/
• 关键词: C; C複合材料; 継手強度; 炭素繊維; 引張破壊; 圧縮破壊; 応力集中

C/C複合材料にはめ合いによるピン接合を適用した場合の変形および破壊挙動を明らかにするため、直交積層(0°/90°積層)のC/C複合材料を用いて、円孔位置,試験片幅などをパラメータとして一連の実験を実施した。試験方向としては、繊維軸と平行な場合(0°方向)と繊維軸に対して45°の角度をなす方向(45°方向)について実験を行い、試験方向の影響についても合わせて検討した。実験の結果、以下のことが明らかになった。1.0°方向および45°方向の破壊モードは、円孔横が引張応力で破壊する場合、円孔上部がピンの圧縮によって破壊する場合の2種類に分類された。それぞれのモードは試験片幅(W)と円孔直径(D)の比(W/D)によって変化し、0°方向と45°方向では引張モードから圧縮モードに遷移する点が異なることが明らかになった。平滑材の引張試験および圧縮試験の結果より、この原因は0°方向および45°方向における引張強度と圧縮強度の比が異なることに起因するもとの推測された。2.0°方向および45°方向とも、歪測定より求めた弾性域における応力集中に比較して破壊強度より求めた応力集中は著しく低いことが明らかになった。これは、応力集中によって円孔近傍で微少な破壊が開始しても、繊維のブリッジング効果によって急激な破壊は発生せず、結果として応力が緩和されたものと推測している。今後は、疑似等方性材料におけるピン継手強度について検討するとともに、C/C複合材料における応力集中緩和の機構についてより詳細に検討を進める予定である。

为了阐明销钉接头应用于C/C复合材料时的变形和断裂行为，我们使用正交层压（0°/90°层压）的C/C复合材料来确定圆孔位置，使用样本宽度等参数进行了一系列实验。分别在平行于纤维轴的方向（0°方向）和与纤维轴成45°的方向（45°方向）进行实验，并考察了测试方向的影响。实验的结果揭示了以下内容。 1.0°和45°方向的失效模式分为两种：一种是圆孔侧面因拉应力而断裂，另一种是圆孔上部因销钉压缩而断裂。 。很明显，每种模式根据试样宽度（W）和孔径（D）的比率（W/D）而变化，并且从拉伸模式到压缩模式的转变点在0°方向上是不同的变成了45°方向。根据光滑材料的拉伸和压缩测试结果，推测这是由于0°和45°方向上拉伸强度与压缩强度之比的差异造成的。在 2.0° 和 45° 方向上，发现由断裂强度确定的应力集中明显低于由应变测量确定的弹性区域的应力集中。推测这是因为，即使由于应力集中而在圆孔附近开始出现小断裂，但由于纤维的桥接效应，并未发生突然断裂，结果应力被缓和。未来，我们计划研究准各向同性材料中销接头的强度，并更详细地研究C/C复合材料中的应力集中松弛机制。