JAXA Repository / AIREX 未来へ続く、宙(そら)への英知

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タイトルモアレ干渉法を用いた複合材積層板の自由縁ひずみ分布計測
その他のタイトルMeasurement of free edge strain distribution on composite laminates by Moire interferometry
著者(日)門岡 啓介; 久能 和夫; 宇田 暢秀; 小野 幸生; 永安 忠
著者(英)Kadooka, Keisuke; Kuno, Kazuo; Uda, Nobuhide; Ono, Kosei; Nagayasu, Tadashi
著者所属(日)九州大学 大学院工学府; 九州大学 大学院工学研究院; 九州大学 大学院工学研究院; 九州大学 大学院工学研究院; 九州大学 大学院工学研究院
著者所属(英)Kyushu University Graduate School of Engineering; Kyushu University Faculty of Engineering; Kyushu University Faculty of Engineering; Kyushu University Faculty of Engineering; Kyushu University Faculty of Engineering
発行日2001-05-30
発行機関など九州大学 大学院工学研究院
Kyushu University Faculty of Engineering
刊行物名九州大学工学集報
Technology Reports of Kyushu University
74
3
開始ページ207
終了ページ212
刊行年月日2001-05-30
言語jpn
抄録繊維強化複合材料の初期破損および初期破損前後の挙動を明らかにするため、モアレ干渉法を用いて複合材平面の歪分布を計測した。擬似等方性複合材積層板の自由縁平面の歪分布および直交積層板の初期破損前後の歪分布を計測し、それぞれの歪分布計測結果を有限要素法による解析結果と比較した。カーボン/エポキシ複合材を用いた擬似等方性複合材積層板に対して、損傷のない状態で1軸引張試験を行い、モアレ干渉法により歪分布を計測した。実験で得られたモアレ縞からモード-1型およびモード-3型層間剥離の原因を検討した。初期破損前の歪分布ではモアレ縞にはほとんど変化は表れなかった。板厚方向の分布変化を一般化準3次元有限要素解析結果と比較した。全体的な傾向として、実験結果と解析結果は対応がとれた。次いで、初期破損としてトランスバースクラックを導入し、その近傍の歪分布を計測した。得られたモアレ縞の検討の結果、クラック先端において歪集中を起こしていることが分かった。トランスバースクラック発生に伴う歪分布の変化はクラック近傍の狭い範囲に限定されていることが分かった。
The strain distributions of a composite laminate were measured by moire interferometry to clarify the initial failure and the behaviors before and after the initial failure of a composite material. The strain distributions at a free edge plane of pseudo-isotropic composite laminate and those before and after the initial failure of a cross-ply laminate were measured, and the measurements of the respective strain distributions were compared to the analytical results calculated with a finite element method. Uniaxial tensile tests under failure-free state were carried out for a pseudo-isotropic composite laminate made of carbon/epoxy composite, and a strain distribution was measured with moire interferometry. The causes of interlayer delamination of mode-1 and -3 type were investigated from moire fringe patterns. Little change in moire fringe pattern was observed in the measurement of the strain distribution before the initial failure. The changes of distribution in the direction toward plate thickness were compared with the analytical results acquired by the generalized quasi-three-dimensional finite element method. The experimental results were found to be corresponding with the analytical results. Then, a transverse crack was introduced into a specimen as an initial failure, and the strain distribution near the cracks was measured. The investigation on the measured moire fringe pattern clarified that the strain concentration occurred at the head of the crack. It was found that the change in the strain distribution with the occurrence of a transverse crack was limited to a narrow area in the vicinity of the crack.
キーワードfree edge strain distribution; moire interferometry; composite laminate; interlayer delamination; initial failure; finite element method analysis; uniaxial tensile test; transverse crack; strain concentration; moire fringe pattern; 自由縁歪分布; モアレ干渉法; 複合材積層板; 層間剥離; 初期破損; 有限要素法解析; 1軸引張試験; トランスバースクラック; 歪集中; モアレ縞
資料種別Technical Report
ISSN0023-2718
SHI-NOAA0029525002
URIhttps://repository.exst.jaxa.jp/dspace/handle/a-is/47730


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