有孔CFRPの引張試験における破壊観察 ～2台の高速度ビデオカメラを用いた同期撮影～

はじめに

炭素繊維強化プラスチッ ク（Carbon Fiber Reinforced Plastic：CFRP）は、複合材料の中でも特に比強度に優れており、軽量化による燃費向上を目的に、航空機や一部の輸送機で使用されています。優れた機械特性を持つ複合材料ですが、一般的に複合材料の特徴として、切欠きがあると強度が著しく低下します。CFRPも例外ではないため、欠陥を有する試験片での試験が重要であり、中央部に切欠きとして円孔をあけた試験片での試験が行われています。今回は、JIS K7094：2012 を参考に、全長150 mm、幅36 mm、厚さ2.5 mmのCFRP（積層方法［45/0/-45/90］2s）の中央に6 mm の円孔を有する試験片を用いて引張試験を行いました。また、引張試験と同時にCFRPの破壊現象の観察も行っています。特に円孔部のような強度が弱い部分がどのように破壊するか確認することは、CFRPの開発やCAE解析の妥当性の確認のために重要なことです。しかし、CFRPの破壊現象は脆性的であり、瞬時に破壊するため、目視で確認することはできません。そのため、破壊現象の観察には高速度ビデオカメラが用いられます。今回は、2台の高速度ビデオカメラ HPV-X2を用い、試験片の正面と側面から同期撮影を行いました。

2021.07.31