F.C.O.G解析を用いたCFRP製圧力容器の損傷評価手法の開発

摘要

CFRP （Carbon Fiber Reinforced Plastics：炭素繊維強化プラスチック）は従来の金属材料に比べて高強度，高弾性率を有しており，航空機や宇宙ロケットおよび自動車産業において幅広く使用されている。圧力容器に着目すると，宇宙ロケットの固体燃料モータケースに使用されており，自動車では水素自動車および水素ステーションにおいて水素貯蔵器として採用されている。とくに水素自動車に使用される圧力容器は高圧力タンクとなるため製造時および供用中における信頼性，安全性を担保する検査·計測方法が求められている。CFRP圧力容器は，ライナに炭素繊維を巻き付け樹脂で含侵して作製される。その損傷には樹脂割れ，繊維と樹脂の剥離．相関剥離，繊維破断などがあり，非常に複雑である。著者らは複雑な破壊形態を有するCFRP材料に対して，微小破壊にともない発生する音（弾性波）を用いるAE（Acoustic Emission）法の適用を検討してきた。本稿では著者らが開発したAE解析方法の紹介と，実際のCFRP圧力容器における健全性評価試験について解説する。