JAXA Repository / AIREX 未来へ続く、宙(そら)への英知
63798000.pdf2.04 MB
title複合材せん断機械継手の力学挙動および初期損傷モニタリング
Other TitleMonitoring of mechanical behaviors and early stage damage on composite shear fastener joint
Author(jpn)佐藤 裕; 宇都宮 登雄; 高戸谷 健; 薄 一平
Author(eng)Sato, Yutaka; Utsunomiya, Takao; Takatoya, Takeshi; Susuki, Ippei
Author Affiliation(jpn)宇宙航空研究開発機構 総合技術研究本部 構造技術開発センター; 芝浦工業大学; 宇宙航空研究開発機構 総合技術研究本部 構造技術開発センター; 宇宙航空研究開発機構 総合技術研究本部 構造技術開発センター
Author Affiliation(eng)Japan Aerospace Exploration Agency Structure Technology Center, Institute of Aerospace Technology; Shibaura Institute of Technology; Japan Aerospace Exploration Agency Structure Technology Center, Institute of Aerospace Technology; Japan Aerospace Exploration Agency Structure Technology Center, Institute of Aerospace Technology
Issue Date2008-02-29
PublisherJapan Aerospace Exploration Agency (JAXA)
宇宙航空研究開発機構
Publication date2008-02-29
Languagejpn
AbstractIn a structural material of the aircraft, the proportion of composite materials keeps rising more and more because of their excellent properties on specific strength and rigidity. The part where a metallic material is connected to the composite material increases by such circumstances, and how a structural integrity in such a place is secured becomes an important problem. From the point of view, a principle of a method to monitor the mechanical and damage behaviors using axial strain in fastener bolt was proposed. In this paper, we actually made the fastener with an optical fiber sensor embedded in the shank of a titanium bolt, and applied it to the composite/titanium mechanical shear joint specimens to prove the function of it through the tensile tests. The results are summarized as follows; (1) proposed monitoring method is well available to monitor the load transfer mode around the fastener hole, (2) we can detect the damage by the change of inclination in the relationship between load and axial strain measured by the fastener bolt, and (3) it was shown that the early stage of damage of composites around the fastener hole can be detected by using the fastener bolt.
重量の軽減が厳しく求められる航空機の構造材料として、比強度と比剛性に優れた複合材の適用率がますます増加している。それに伴って、複合材と金属の接合部も増加してきており、このような複合材/金属の接合部の健全性の確保をいかに行うかが重要な課題となっている。このような背景のもと、著者らは、先に複合材/金属せん断機械継手の力学挙動モニタリング手法として、ファスナボルト内部のひずみを用いる方法を提案した。本研究では、光ファイバセンサを埋め込んだボルトを実際に作製し、金属/チタン合金せん断機械継手の引張り破壊試験に使用して、この力学挙動のモニタリング方法の有効性を実験的な面からの検証する。得られた結果は、以下の通りである。(1)提案した方法は、ファスナ孔周りの荷重伝達機構などをモニタリングする方法として有効である。(2)光ファイバセンサ埋め込みボルトの出力と荷重の関係に現れる折れ曲がりによって、ボルト孔周りの複合材の初期損傷を検出することが可能である。(3)光ファイバセンサ埋め込みボルトによって検出した損傷は、複合材表面に貼付したひずみゲージの出力では検出できない初期段階のものである。
DescriptionJAXA Research and Development Report
宇宙航空研究開発機構研究開発報告
Keywordscomposite material; aircraft construction material; weight reduction; aircraft design; tensile strength; bolted joint; optical fiber; fracture strength; strain gage; early stage damage; 複合材料; 航空機構造材料; 軽量化; 航空機設計; 引張強度; ボルト継ぎ手; 光ファイバ; 破壊強度; ひずみ計; 初期損傷
Document TypeTechnical Report
JAXA Category研究開発報告
ISSN1349-1113
SHI-NOAA0063798000
Report NoJAXA-RR-07-010
URIhttps://repository.exst.jaxa.jp/dspace/handle/a-is/50080


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