Experimental study of compression strength after edge impact on CFRP laminates

CFRP层合板边缘冲击后压缩强度试验研究

• 批准号: 22K04538
• 负责人: 岩堀 豊
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Meiji University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04538/
• 关键词: CFRP; 衝撃損傷; 残存圧縮強度; 端部破壊

航空機構造への炭素繊維強化プラスチック（CFRP）適用が増加する中、CFRP積層板を用いたスキンストリンガ構造端部に外部から物体が衝突しストリンガ内部損傷が発生した場合の残存圧縮 (CAEI) 強度低下が航空機構造設計の課題となっている．CAEIに関するに関する強度低下のメカニズムについての論文は存在するものの，その解明は十分ではない．今期は、このCAEI強度低下についてのメカニズム解明を進めるため，これまでの研究を基に衝撃付与装置の落錘位置の精度向上のための改修（治具追加）を行い確認するとともに，CAEI強度の低下について衝撃付与側のエネルギ量条件と、衝撃を受けるCFRP積層板の板厚、積層配向等の条件をパラメータとして衝撃付与試験及び衝撃試験後のCFRP積層板の損傷状態の観察とその評価を進めた．積層数の異なる板厚4種及び切り出し方向の異なるCFRP積層板試験片を製作するとともに，インパクト位置の精度確認，エネルギ付与時のエネルギ吸収量の計測，衝撃付与後の損傷状態の観察及び剥離の計測，超音波探傷による積層板内部の損傷形状，面積の計測を行い，各衝撃付与パラメータ及びCFRP積層板のパラメータが内部損傷へ与える影響の解明を進めた。衝撃エネルギ及びCFRP積層板板厚をパラメータとした試験結果から，CFRP積層板端部に衝撃を付与した場合の各パラメータにけるCFRP積層板内部損傷の傾向が明らかになった．特に，ある衝撃付与条件では，内部損傷が急激に拡大する場合があり，新たな課題も明らかとなった．

随着应用于飞机结构的碳纤维增强塑料（CFRP）的增加，当物体与CFRP层压板与皮肤纵梁结构相撞时，残留压缩（CAEI）强度的降低是飞机结构设计中的一个问题。尽管有关于与CAEI相关的强度降低机制的论文，但阐明是不够的。为了根据先前的研究阐明CAEI强度降低的机制，我们已经确认，在影响申请测试和影响测试后，CFRP的损伤状态已受到监测和评估，并评估了CFRP的损伤状态，在影响申请测试和影响的申请测试之后，使用了施用量的降低，例如在施用量的状态下，在厚度上降低了型号的条件，并降低了层次的条件。受到影响。除了制造具有不同数量的层压层和CFRP层压板测试的四种类型的板块厚度外，我们还检查了影响位置的准确性，测量施加能量的准确性，测量施加能量的能量量，并在施加损坏后观察损坏的损伤，并在撞击后的损坏和测量板上的损坏效果，并测量了损坏的损坏，并测量了板状效果，并测量了且效果，并测量了损坏的损坏，并测量了损坏的损坏，并测量了损坏的效果，并测量了损坏的损坏，并测量了损坏的损坏，并测量了损坏的损坏，并且损坏了损坏，并测量了损坏的损坏。和CFRP层压板参数在内部损伤上。当参数作为参数时，使用冲击能量和CFRP层压板厚度的测试结果显示，当将撞击施加到CFRP层压板边缘时，每个参数中对CFRP层压板的内部损害趋势。特别是，在某些条件下，内部损害可能会迅速扩大，并揭示了新的挑战。

项目成果

CFRP積層板端部衝撃付与による損傷形状と残存圧縮強度との関係

CFRP层压板端部冲击损伤形状与残余压缩强度之间的关系

• 发表时间: 2022
• 期刊: 日本複合材料学会誌
• 作者: 岩堀豊，坂本龍太，市川太晟，青木雄一郎