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フォームコアサンドイッチ梁の破壊靭性評価試験に関する解析

机译：泡沫芯夹芯梁断裂韧性评估试验分析

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摘要

サンドイッチ構造は優れた曲げ特性を有することから，航空機の2次構造，船舶，土木構造に多く適用されてきた．また，その高い比曲げ剛性や一体成形による製造性なども考慮し，航空機構造の主構造へも炭素繊維強化プラスチック（CFRP）／フォームコア（発泡コア）を用いた軽量サンドイッチ構造の適用も近年検討されている．%This study shows two fundamental aspects related to fracture characterization of sandwich beams for aerospace application; 1) formulation of energy release rates associated with face sheet debonding or core cracking in sandwich beams with residual thermal stresses, and 2) crack kinking analysis of foam core sandwich beams. Energy release rates are formulated using the bi-layer shear deformable beam model with consideration of residual thermal stresses. This formulation is specifically applied to double cantilever beam (DCB), end notched flexure (ENF) and mixed mode bending (MMB) tests of sandwich structures. The derived analytical results are verified by comparison with finite element analysis. Next, the present formulation is applied to the prediction of crack kinking behaviors in foam core sandwich beams. It is demonstrated that overall crack kinking behaviors in foam core sandwich beams are well predicted using the present method. Some discussions on the fracture toughness measurement considering residual thermal stresses are also provided.
机译：由于夹层结构具有优异的弯曲性能，因此已被广泛应用于飞机，轮船和民用结构的二级结构。此外，考虑到其较高的比弯曲刚度和整体模制的可制造性，近年来还研究了将碳纤维增强塑料（CFRP）/泡沫芯（泡沫芯）制成的轻质夹层结构在飞机结构的主体结构中的应用。已经完成。 ％这项研究显示了与航空航天夹层梁的断裂特性相关的两个基本方面； 1）与残余热应力的夹层梁的面板剥离或型芯开裂有关的能量释放率的公式化；以及2）泡沫型芯的开裂弯折分析夹层梁，考虑了残余热应力，使用双层剪切可变形梁模型制定了能量释放率，该公式特别适用于双悬臂梁（DCB），端部弯曲弯曲（ENF）和混合模式弯曲（MMB）通过与有限元分析的比较验证了所得到的分析结果。接下来，将本公式应用于泡沫芯夹心梁的裂缝扭结行为的预测。证明了泡沫芯夹心梁的整体裂缝扭结行为使用本方法可以很好地预测梁。关于断裂韧性测量的一些讨论还提供了考虑残余热应力的实体。

著录项

  • 来源
    《日本航空宇宙学会論文集》 |2011年第684期|p.16－23|共8页
  • 作者

    横関　智弘;

  • 作者单位

    東京大学大学院工学系研究科航空宇宙工学専攻;

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  • 正文语种 jpn
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