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【24h】

繰返し負荷を受けるクロスプライCFRP積層板に生じるトランスバースクラック発生における静的引張試験による疲労寿命予測

机译：在经历重复载荷的交叉层CFRP层压板中产生的横向裂缝中静态拉伸试验的疲劳寿命预测

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CFRP積層板は，軽量でかつ，比強度，比剛性に優れた機械的性質を有するため，航空機材料をはじめとし，今後，軽量金属に替わる一次構造材料としての適用の拡大が期待されている．一方，金属材料で構成された機械·構造物の主な破壊原因は疲労である．そのため，CFRP積層板においても長期信頼性·耐久性を確立することは非常に重要である．CFRP積層板の主な疲労破壊形態は，マトリックスクラック，層間剥離，繊維破断である．中でも，荷重方向と垂直に生じるマトリックスクラックは，トランスバースクラックと呼ばれ，一般に最初に現れる損傷であり，さらに重大な損傷である層間剥離や繊維破断を引き起こす原因となる．そのため，疲労荷重下におけるトランスバースクラックの発生挙動を予測することは非常に重要である．これまで，実験や破壊力学に基づいた解析により，疲労荷重下におけるトランスバースクラックの増加や進展を定量的に評価した研究は数多くなされてきた．しかし，破壊力学の基礎概念において，損傷の発生を評価することは非常に困難である．近年，Hosoiらによって，修正Paris則を応用して，疲労負荷下におけるトランスバースクラックの発生を定量的に評価できる方法が提案された．しかし，この手法は，疲労荷重下におけるトランスバースクラック増加率を測定する必要があるため，限られた積層構成しか適用できない．例えば，90°層の厚い積層板では，トランスバースクラックの発生とともにLocal Delaminationが成長するため，トランスバースクラックの増加率を測定できず，トランスバースクラックの発生を評価することが出来ない．そこで，本研究ではあらゆる積層構成において疲労負荷下で生じるトランスバースクラックの発生を定量的にかつ簡便に予測できる手法を提案することを目的とした．
机译：由于CFRP层压体具有重量轻，极好的机械性能，特定的强度和比刚度具有机械性能，和飞行器材料开始，并且该应用程序作为替代轻金属主要结构材料的应用的预期。在另一方面，金属材料构成的机械和结构的主要破坏的原因是疲劳。因此，建立在CFRP层板长期可靠性和耐用性是非常重要的。该CFRP层压体的主疲劳断裂形式是矩阵裂纹，层间剥离，和纤维断裂。其中，垂直地和垂直发生于装载基质裂缝被称为transbar裂纹，并且通常会导致一个遥远的损害，这是一个显著损害和纤维断裂。因此，预测疲劳负载下的横向裂纹的产生行为是非常重要的。到目前为止，基于实验和破坏性力学分析已经进行了大量的研究，定量评价的增加和疲劳载荷作用下的横向裂纹的进步。然而，在断裂力学的基本概念，这是非常难以评价损伤的发生。近年来，细井等人提出的通过将修改PARIS法定量评价横向裂纹的疲劳负荷下发生的方法。然而，这种方法需要测量疲劳负载下的横向裂纹增长率，因此只有有限的层叠结构都可以应用。例如，在一个90°的层的厚的层压板中，由于本地分层具有横向裂纹的产生而增长，横向裂缝的增加率不能被测量，和横向裂纹的产生不能进行评价。因此，在该研究中，它旨在提出能够预测和容易地预测在任何层叠结构疲劳负荷下产生transbar裂纹的产生的方法。

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