複合材の材料力学
飛行機の主翼の破壊試験というものを初めて見ました。
「材質はCFRP（炭素繊維複合材）主翼の破壊試験は、通常制限荷重（航空機の運用中に加わることが予想される最大の荷重）の1.5倍（150％）の荷重（終極荷重）をかけて3秒間壊れないことが要求されますが、このビデオでは1.3倍（130％）を超えたところで壊れています。壊れたところは翼の上面で圧縮応力になるところで、砕けるように壊れています。」とありました。関係者にとっては当たり前かもしれませんが、このビデオが衝撃的に感じてしまいました。
ビデオを見る限り複合材は金属のような特徴ではなく、プラスチックで、引張荷重では破断せず、圧縮荷重で座屈するように圧壊する方が先にくるんだなと感じました。
普通金属の場合、このビデオのようにじょじょに荷重をかけていって一発破壊する破断荷重って、0.2％ひずみが生じる降伏応力より高いと思うのですが、疲労限って実験的にいくつと決まっていますが、複合材も出ているのでしょうか？金属だと1/2とか1/3近い数値が多いのですが、複合材もだいたいこのくらいになるのでしょうか？
心配したのは、ぎりぎり150%の荷重に持つように補強されたとしても100%荷重より低いところに比例限があるような気がして、そうしたら低サイクル疲労で壊れるのかなって。
飛行機の離発着時やエアスポットなどで乱高下したとき最大応力振幅が繰る返されるので、１回の飛行で10回ちかいバタバタがあったら、100回位の飛行で羽根が折れちゃうの？この羽根の強度って想定した強度の半分しか無いの？って感じたのです。
複合材の材力的な常識が良く判らなかったので、判る方居ましたら、お教え下さい。
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