複合材料のせん断試験（V-Notched Rail Shear）

はじめに

強度や耐久性が要求される工業製品を中心に、従来材料よりも比強度・剛性が高く、酸化して錆びることのない炭素繊維強化プラスチック（CFRP）の適用が検討されています。均質な従来材料と違い、複合材料である CFRP は異方性を有し、負荷される応力主軸方向などによって、引張、圧縮、曲げ、面内せん断、面外せん断もしくはこれらが組み合わさる複雑な破壊挙動を示します。近年、試作回数を抑制でき、新製品開発のコストを低減できるために CAE 解析が産業界に広く普及しています。設計した製品の性能予測の精度を高めるためにはこれらの各種特性値が必要であるために、CFRP を試験評価する際には、それぞれの破壊挙動を純粋に評価可能な試験手法が強く求められています。 複合材料の評価として様々な試験法があります。中でも、面内せん断試験法としては、繊維強化複合材料の繊維方向もしくは織物積層材を対象とし、ノッチを設けた試験片に非対称4点曲げを負荷するIosipescu法（ASTM D5379）や、±45̊ 積層材を用いて引張荷重を負荷する方法（ISO 14129）などが普及しています。この試験で用いたV-Notched Rail Shear法（ASTMD7078）は安定した面内せん断試験を得ることが可能です。また試験片のゲージ部が大きいため、無孔試験片や不連続繊維系のCFRP積層材にも適用可能です。

2017.06.26