短繊維強化プラスチックの破壊モードに及ぼす材料微視構造の影響
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概要
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A numerical simulation was presented to discuss the microscopic damage and its influence on the strength and energy-absorbing capability of short-fiber reinforced plastic composites. The dominant damage includes matrix cracking and/or interfacial debonding, when the fibers are shorter than the critical length for fiber breakage. The simulation addressed the matrix cracking with a continuum damage mechanics model and the interfacial debonding with an embedded process zone (EPZ) model. The fictitious free-edge effects on the fracture modes were successfully eliminated with the periodiccell simulation. The advantage of our simulation was pointed out by demonstrating that the simulation with edge effects significantly overestimates the dissipative energy of the composites. We then investigated the effect of the material microstructure on the fracture modes in the composites. The simulated results clarified that the inter-fiber distance affects the breaking strain of the composites and the fiber orientation angle affects the positions of the damage initiation. These factors influence the strength and energy-absorbing capability of short fiber-reinforced composites.
- 社団法人日本機械学会の論文
- 2009-03-25
著者
-
岡部 朋永
東北大学大学院工学研究科航空宇宙工学専攻
-
西川 雅章
東北大学大学院工学研究科ナノメカニクス専攻
-
武田 展雄
東京大学大学院新領域創成科学研究科
-
武田 展雄
東大
-
岡部 朋永
東北大学大学院工学研究科
-
岡部 朋永
東北大学大学院
-
武田 展雄
東京大学工学部
-
西川 雅章
東京大学大学院工学系研究科航空宇宙工学専攻
-
武田 展雄
東京大学国際・産学共同研究センター
-
武田 展雄
東京大学 大学院新領域創成科学研究科 先端エネルギー工学専攻
-
武田 展雄
東大新領域
-
西川 雅章
東北大学工学研究科ナノメカニクス専攻
-
武田 展雄
東大 大学院新領域創成科学研究科
-
西川 雅章
東北大
-
武田 展雄
東京大学大学院
-
西川 雅章
東京大
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