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Influence of Strength Level of Steels on Fatigue Strength and Fatigue Fracture Mechanism of Spot Weld-Bonded Joints 钢的强度等级对点焊接头疲劳强度及疲劳断裂机理的影响
Pub Date : 2013-01-01 DOI: 10.2472/JSMS.62.770
T. Fujii, K. Tohgo, Takahiro Yamamoto, Yukinori Suzuki, Y. Shimamura, Yoshifumi Ojima
1 緒 言 自動車産業においては,スポット溶接により車体等の 組み立てが行われており,スポット溶接継手の疲労強度 の評価が重要である.この観点から,種々の負荷が作用 しているスポット溶接継手の疲労強度を統一的に評価す る手法に関して多くの研究が行われており,溶接継手の 特定部位の局所ひずみによる整理法や,溶接継手部をき 裂と見なして応力拡大係数による整理法が提案されてい る.1)~ 6) 近年,衝突安全性の確保と車体軽量化による燃費の向 上の観点から,軽量かつ高剛性・高強度を有する車体開 発を目的に,自動車構造体に従来の軟鋼板に代わり,超 高張力鋼板の使用が拡大されている.ところが,静的強 度・疲労強度の高い超高張力鋼を用いても,スポット溶接 継手の疲労強度は従来鋼と比べ向上しないことが報告さ れており,7)~ 9)溶接継手部の溶接による組織変化,残留応 力および切欠き感度の観点から検討が行われている.9), 10) 東郷らは,軟鋼板と超高張力鋼板の 2種類の鋼板につい て,スポット溶接継手の疲労強度に及ぼす鋼材強度の影 響を明らかにするために疲労試験を行い,超高張力鋼で は切欠き感受性が高いため疲労強度が向上しないことを 明らかにした.10)したがって,スポット溶接における溶接 部近傍の応力集中を緩和させることにより,超高張力鋼 板の疲労強度を向上させることが可能であることが示唆 される. 本研究では,超高張力鋼板の溶接継手の疲労強度向上 を目的に,スポットウェルドボンド接合 11)に着目した. スポットウェルドボンド接合は,スポット溶接と接着接 合を併用した複合接合法であり,接着剤が荷重を負担す るため,溶接部における応力集中の緩和が期待される. そこで本研究では,軟鋼板(270MPa級)と超高張力鋼 板(980MPa級)の 2種類の鋼板について,スポットウェ ルドボンド継手の疲労試験を行い,疲労強度に及ぼす鋼 材強度レベルの影響の評価を行った.さらに,スポット ウェルドボンド継手の疲労破壊機構の解明を目的に,接 着部のはく離の発生・進展挙動およびナゲット部の疲労 き裂の発生挙動に関して検討を行った.次いで,スポット ウェルドボンド継手の疲労強度向上に関する定量的考察 を行うため,有限要素法による弾性解析を実施し,スポッ ト溶接継手およびスポットウェルドボンド継手における ナゲット部先端の応力場について比較検討を行った. スポットウェルドボンド継手の疲労強度と 疲労破壊機構に及ぼす鋼材強度レベルの影響 藤 井 朋 之 東 郷 敬一郎 山 本 崇 博 鈴 木 幸 則 島 村 佳 伸 尾 嶋 良 文 Influence of Strength Level of Steels on Fatigue Strength and Fatigue Fracture Mechanism of Spot Weld-Bonded Joints
在汽车产业中,通过点焊来进行车身等的组装,所以点焊接头的疲劳强度的评价很重要。从这个观点来看,各种负荷的作用关于统一评价点焊接头疲劳强度的方法进行了很多研究,如根据焊接接头特定部位的局部形变的整理方法;根据应力扩大系数的整理方法被提出。1)~ 6)近年来,从确保碰撞安全性和通过车身轻量化提高耗油量的观点出发,轻量且具有高刚度、高强度的车身打开以发为目的,超高张力钢板取代传统的软钢板被广泛应用于汽车结构体中。但是,即使采用静态强度、疲劳强度高的超高张力钢,也要进行点焊。报告显示接头的疲劳强度与传统钢相比没有提高,从7)~ 9)焊接接头部的焊接引起的组织变化、残留应力及切口灵敏度的观点进行了探讨。10)东乡等人对软钢板和超高张力钢板这两种钢板,为了明确钢材强度对点焊接头疲劳强度的影响,进行了疲劳试验,用超高张力钢由于切口感受性高,所以疲劳强度不会提高。10)因此,通过缓解点焊时焊缝附近应力的集中,实现了超高张力钢这表明可以提高板的疲劳强度。本研究以提高超高张力钢板焊接接头的疲劳强度为目的,着眼于点焊和粘合11)。由于是合用的复合接合法,由粘合剂承担负荷,因此有望缓解焊接部的应力集中。因此,本研究将软钢板(270mpa级)和超高张力钢板(980mpa级)的接合方法对两种钢板进行了现货胶粘件接头的疲劳试验,评价了钢材强度水平对疲劳强度的影响。为了进一步阐明现货胶粘件接头的疲劳破坏机制,进行了接触关于着部的脱落的发生·进展行为以及长棍部的疲劳断裂的发生行为进行了探讨。接着,为了定量地考察如何提高点焊粘合剂接头的疲劳强度,采用有限元件法进行了弹性分析,在点焊接头和点焊粘合剂接头中对长棍部尖端的应力场进行了比较研究。钢材强度等级对现货金属接头的疲劳强度和疲劳破坏机构的影响藤井朋之东乡敬一郎山本崇博铃木幸则岛村佳伸尾嶋良文Influence of Strength Level of Steels on Fatigue Strength and Fatigue FractureMechanism of Spot Weld-Bonded Joints
{"title":"Influence of Strength Level of Steels on Fatigue Strength and Fatigue Fracture Mechanism of Spot Weld-Bonded Joints","authors":"T. Fujii, K. Tohgo, Takahiro Yamamoto, Yukinori Suzuki, Y. Shimamura, Yoshifumi Ojima","doi":"10.2472/JSMS.62.770","DOIUrl":"https://doi.org/10.2472/JSMS.62.770","url":null,"abstract":"1 緒 言 自動車産業においては,スポット溶接により車体等の 組み立てが行われており,スポット溶接継手の疲労強度 の評価が重要である.この観点から,種々の負荷が作用 しているスポット溶接継手の疲労強度を統一的に評価す る手法に関して多くの研究が行われており,溶接継手の 特定部位の局所ひずみによる整理法や,溶接継手部をき 裂と見なして応力拡大係数による整理法が提案されてい る.1)~ 6) 近年,衝突安全性の確保と車体軽量化による燃費の向 上の観点から,軽量かつ高剛性・高強度を有する車体開 発を目的に,自動車構造体に従来の軟鋼板に代わり,超 高張力鋼板の使用が拡大されている.ところが,静的強 度・疲労強度の高い超高張力鋼を用いても,スポット溶接 継手の疲労強度は従来鋼と比べ向上しないことが報告さ れており,7)~ 9)溶接継手部の溶接による組織変化,残留応 力および切欠き感度の観点から検討が行われている.9), 10) 東郷らは,軟鋼板と超高張力鋼板の 2種類の鋼板につい て,スポット溶接継手の疲労強度に及ぼす鋼材強度の影 響を明らかにするために疲労試験を行い,超高張力鋼で は切欠き感受性が高いため疲労強度が向上しないことを 明らかにした.10)したがって,スポット溶接における溶接 部近傍の応力集中を緩和させることにより,超高張力鋼 板の疲労強度を向上させることが可能であることが示唆 される. 本研究では,超高張力鋼板の溶接継手の疲労強度向上 を目的に,スポットウェルドボンド接合 11)に着目した. スポットウェルドボンド接合は,スポット溶接と接着接 合を併用した複合接合法であり,接着剤が荷重を負担す るため,溶接部における応力集中の緩和が期待される. そこで本研究では,軟鋼板(270MPa級)と超高張力鋼 板(980MPa級)の 2種類の鋼板について,スポットウェ ルドボンド継手の疲労試験を行い,疲労強度に及ぼす鋼 材強度レベルの影響の評価を行った.さらに,スポット ウェルドボンド継手の疲労破壊機構の解明を目的に,接 着部のはく離の発生・進展挙動およびナゲット部の疲労 き裂の発生挙動に関して検討を行った.次いで,スポット ウェルドボンド継手の疲労強度向上に関する定量的考察 を行うため,有限要素法による弾性解析を実施し,スポッ ト溶接継手およびスポットウェルドボンド継手における ナゲット部先端の応力場について比較検討を行った. スポットウェルドボンド継手の疲労強度と 疲労破壊機構に及ぼす鋼材強度レベルの影響 藤 井 朋 之 東 郷 敬一郎 山 本 崇 博 鈴 木 幸 則 島 村 佳 伸 尾 嶋 良 文 Influence of Strength Level of Steels on Fatigue Strength and Fatigue Fracture Mechanism of Spot Weld-Bonded Joints","PeriodicalId":17366,"journal":{"name":"journal of the Japan Society for Testing Materials","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2013-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"87506761","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 5
Detection of Debonding in Adhesively Bonded Al-GFRP Joints with Embedded EFPI Fiber Optic Sensors 用EFPI光纤传感器检测Al-GFRP粘接接头的脱粘
Pub Date : 2013-01-01 DOI: 10.2472/JSMS.62.213
K. Osaka, T. Kosaka, Y. Sawada
1 緒 言 高分子系複合材料である FRP (Fiber Reinforced Plastics) は,高強度かつ軽量という特徴を有しており,最近,炭 素繊維を強化材とする CFRPが航空機の構造部材として 適用され,その発展に寄与している.しかし,均質材料 である金属とは異なり,強化繊維と高分子材料からなる FRPは,不均質かつ異方性を有することから,その接合 法としては接着接合が望まれるものの,接着剤の化学的 反応を伴なうこと,複合材料特有の多様な破壊モードな ど,その信頼性を確保することが難しいという問題を抱 えている. 信頼性を確保する手段として,光ファイバセンサを FRPに埋め込み,その健全性を常にモニタリングして,信 頼性を保証するヘルスモニタリング手法の適用が考えられ る.光ファイバは FRPの強化繊維と同形態であるため, FRP内部に埋め込むことが容易であり,埋め込むことに よる FRPへの悪影響を最小限に抑えることが可能である. そこで,内部に埋め込まれた光ファイバの破断により,は く離等の損傷を検出する研究が報告されている.1)~ 6)これ らの研究は,光ファイバの破断による光の透過のみを検 出に利用していることから,システムがシンプルであり, 実用性が高いと考えられるが,微小な損傷を検出するこ とができない.一方,ひずみ測定機能を利用して,損傷 をより精度良く検出する研究が進められている.光ファ イバセンサ・システムとしては主に EFPIと Fiber Bragg Grating (FBG) の 2種類が検討されている.EFPIと FBGセンサを FRPの内部に埋め込み,そのひずみ機能 を利用して,硬化過程および層間はく離を検出する手法,7) EFPIセンサを中央層,表面層に埋め込み,内部のひず み分布変化から層間はく離を検出する手法 8)などが検討 されている.また,センサの高機能なひずみ測定機能を 利用して,内部損傷により発生する AE信号の検出,9)ピ エゾ・アクチュエータにより加えられた超音波の測定によ る,接着部のはく離検出 10)についての報告がなされてい る.船舶に使用される T型継手のはく離検出を目標に, FBGセンサをGFRPに埋め込むことによる VARTMとハ ンドレイアップ GFRPのはく離検出手法について検討さ れている.11), 12)グレーティングの周期を変化させた CFBG (Chirped FBG) センサを使用して,ひずみ分布変化によ る反射光スペクトル変化からGFRP接着継手のはく離発 生および進展を検出する研究が行われている.13)以上述べ た FBGセンサによるはく離検出はそのひずみ値よりも反 射スペクトルの形が変化することを利用する方法である. 一方,EFPIセンサは,FBGセンサに比べて温度の影響 を受け難く,また,不均一ひずみの影響を受ける FBGセ ンサとは異なりゲージ長部分における平均ひずみを正確 埋込 EFPI光ファイバセンサによる Al-GFRP接着継手のはく離検出 逢 坂 勝 彦 高 坂 達 郎 澤 田 吉 裕 Detection of Debonding in Adhesively Bonded Al-GFRP Joints with Embedded EFPI Fiber Optic Sensors
1绪言高分子类复合材料FRP (Fiber Reinforced Plastics)具有高强度、轻量的特点,最近将炭素纤维作为强化材料CFRP被应用于飞机的结构件,并促进了CFRP的发展。但是,与均质材料金属不同,由强化纤维和高分子材料组成的FRP具有非均质和各向异性,因此其接合虽然希望采用粘结法,但由于粘合剂会发生化学反应,以及复合材料特有的多种破坏模式等,难以确保其可靠性。作为确保可靠性的手段,可以考虑采用在FRP中嵌入光纤传感器,随时监测其健康性,从而保证可靠性的健康监测方法。由于光纤的形态与FRP增强纤维相同,嵌入FRP内部很容易,可以将嵌入对FRP的不良影响降至最低。因此,由于嵌入内部的光纤断裂,有报告指出,检测弯曲等损伤的研究。1)~ 6)这些研究由于仅利用光纤断裂引起的光透射进行检测,因此系统简单,虽然实用性较高,但无法检测微小的损伤。另一方面,利用形变测量功能,更精确地检测损伤的研究正在进行中。光纤传感器系统主要有EFPI和光纤Bragg Grating (FBG)两种。将EFPI和FBG传感器嵌入FRP内部,其应变功能7)在中央层和表面层中嵌入EFPI传感器,根据内部的水波分布变化检测层间间距的方法8)等。另外,利用传感器的高功能形变测量功能,检测因内部损伤而产生的AE信号;9)通过测量由附接致动器施加的超声波,检测粘接部的脱落。正在做关于10)的报告。以检测船舶使用的T型接头的偏差为目标,正在研究通过在GFRP中嵌入FBG传感器的VARTM和桨层GFRP偏差检测方法。12)使用改变分级周期的CFBG (Chirped FBG)传感器,根据应变分布变化引起的反射光谱变化,实现GFRP粘接接头的剥离。已经进行了检测原始和进展的研究13)如上所述的FBG传感器的偏差检测是一种利用反射光谱的形状变化而不是其失真值的方法。另一方面,EFPI传感器与FBG传感器相比,不易受到温度的影响,并且与受不均匀失真影响的FBG传感器不同,EFPI光纤传感器可准确嵌入规长部分的平均失真。Al-GFRP粘接接头的分离检测逢坂胜彦高坂达郎泽田吉裕Detection of Debonding in Adhesively Bonded Al-GFRPEmbedded EFPI光纤Optic Sensors
{"title":"Detection of Debonding in Adhesively Bonded Al-GFRP Joints with Embedded EFPI Fiber Optic Sensors","authors":"K. Osaka, T. Kosaka, Y. Sawada","doi":"10.2472/JSMS.62.213","DOIUrl":"https://doi.org/10.2472/JSMS.62.213","url":null,"abstract":"1 緒 言 高分子系複合材料である FRP (Fiber Reinforced Plastics) は,高強度かつ軽量という特徴を有しており,最近,炭 素繊維を強化材とする CFRPが航空機の構造部材として 適用され,その発展に寄与している.しかし,均質材料 である金属とは異なり,強化繊維と高分子材料からなる FRPは,不均質かつ異方性を有することから,その接合 法としては接着接合が望まれるものの,接着剤の化学的 反応を伴なうこと,複合材料特有の多様な破壊モードな ど,その信頼性を確保することが難しいという問題を抱 えている. 信頼性を確保する手段として,光ファイバセンサを FRPに埋め込み,その健全性を常にモニタリングして,信 頼性を保証するヘルスモニタリング手法の適用が考えられ る.光ファイバは FRPの強化繊維と同形態であるため, FRP内部に埋め込むことが容易であり,埋め込むことに よる FRPへの悪影響を最小限に抑えることが可能である. そこで,内部に埋め込まれた光ファイバの破断により,は く離等の損傷を検出する研究が報告されている.1)~ 6)これ らの研究は,光ファイバの破断による光の透過のみを検 出に利用していることから,システムがシンプルであり, 実用性が高いと考えられるが,微小な損傷を検出するこ とができない.一方,ひずみ測定機能を利用して,損傷 をより精度良く検出する研究が進められている.光ファ イバセンサ・システムとしては主に EFPIと Fiber Bragg Grating (FBG) の 2種類が検討されている.EFPIと FBGセンサを FRPの内部に埋め込み,そのひずみ機能 を利用して,硬化過程および層間はく離を検出する手法,7) EFPIセンサを中央層,表面層に埋め込み,内部のひず み分布変化から層間はく離を検出する手法 8)などが検討 されている.また,センサの高機能なひずみ測定機能を 利用して,内部損傷により発生する AE信号の検出,9)ピ エゾ・アクチュエータにより加えられた超音波の測定によ る,接着部のはく離検出 10)についての報告がなされてい る.船舶に使用される T型継手のはく離検出を目標に, FBGセンサをGFRPに埋め込むことによる VARTMとハ ンドレイアップ GFRPのはく離検出手法について検討さ れている.11), 12)グレーティングの周期を変化させた CFBG (Chirped FBG) センサを使用して,ひずみ分布変化によ る反射光スペクトル変化からGFRP接着継手のはく離発 生および進展を検出する研究が行われている.13)以上述べ た FBGセンサによるはく離検出はそのひずみ値よりも反 射スペクトルの形が変化することを利用する方法である. 一方,EFPIセンサは,FBGセンサに比べて温度の影響 を受け難く,また,不均一ひずみの影響を受ける FBGセ ンサとは異なりゲージ長部分における平均ひずみを正確 埋込 EFPI光ファイバセンサによる Al-GFRP接着継手のはく離検出 逢 坂 勝 彦 高 坂 達 郎 澤 田 吉 裕 Detection of Debonding in Adhesively Bonded Al-GFRP Joints with Embedded EFPI Fiber Optic Sensors","PeriodicalId":17366,"journal":{"name":"journal of the Japan Society for Testing Materials","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2013-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"74556637","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Effect of Specimen Size on the Strength Properties in Glass Short Fiber Reinforced Phenolic Resin Matrix Composite 试样尺寸对玻璃短纤维增强酚醛树脂基复合材料强度性能的影响
Pub Date : 2013-01-01 DOI: 10.2472/JSMS.62.640
Takahiko Sawada, H. Aoyama
1 緒 言 金属材料で構成された構造物を低コストで大幅に軽量 化するため,短繊維強化樹脂複合材料(Short Fiber Reinforced Plastic ; 以下,SFRPと記す)へ代替する手 段がある.SFRPは,母材樹脂の高性能化によって高い 強度特性が発現可能となってきている.そのため,過酷な 力学的環境下での使用や,一次構造部材への適用も可能 になりつつある.一般に,SFRPの破壊挙動は金属材料 と異なり,樹脂割れ,繊維破断や抜けが絡んだ複雑な挙 動を示す.また,SFRPは強度のばらつきが大きく,製 品の安全性を保証するため個別の要素試験や試作を繰返 し,信頼性を確認する必要がある.今後,SFRPを製品 へ展開するためには,信頼性の高い強度設計技術を確立 して試験や試作を低減することが急務である. 本研究は,耐熱性と機械的特性に優れ自動車用部品へ の展開が期待されているガラス短繊維強化フェノール樹 脂複合材料 1)(以下,G/P材)の強度設計技術の確立を 目的とする.これまで著者らが取り組んできたG/P材の 強度評価に関する研究 2), 3)の一部において,4点曲げ強 度が 2母数ワイブル分布に従うことを示した.3)これに関 連する研究としてHashemiら,4)Wangら 5)の報告があり, いずれも寸法の異なる SFRP材試験片の強度分布をワイ ブル分布 6)で整理し,その寸法効果について論じている. 以上から,SFRP材を適用した構造設計において,応力 分布から構造物に発生する最大応力を算出して材料強度 データと比較する決定論的評価ではなく,構造物の形状, 応力分布,およびワイブル係数から計算される有効体積 を用いた確率論的評価 6)を取り入れることにより,信頼 性の高い強度設計技術が構築できると考えられる. 本報告では,繊維含有量,形状,大きさ,および負荷 方式の異なる G/P材基本試験片を用いた強度試験を行 いワイブル係数を取得し,強度に及ぼす寸法効果につい て述べる.そして,構造体を模したG/P材試験体を用い て確率論的強度評価の有効性について論じる. 2 試験材料および試験方法 2・1 試験片材料 G/P材の組成を Table 1に示す.ガラス繊維は繊維長 6mm,繊維径 10μmのものを用いた.ガラス短繊維体積 含有率(以下,Vf)を 0%,20%,50%(以下,0.0Vf, 0.2Vf,0.5Vfと記す)の 3種類として,トランスファ法で 成形した.成形条件は,金型温度 140~ 160°C,プレス 圧力 20MPa,硬化時間 250secとした. ガラス短繊維強化フェノール樹脂複合材料の 強度特性に及ぼす試験片寸法の影響 澤 田 貴 彦 青 山 博 Effect of Specimen Size on the Strength Properties in Glass Short Fiber Reinforced Phenolic Resin Matrix Composite
1 .为了以低成本大幅轻量化由金属材料构成的构筑物,短纤维增强树脂复合材料(Short Fiber Reinforced Plastic;随着母材树脂的高性能的提高,SFRP的高强度特性逐渐显现出来。因此,SFRP既可在恶劣的力学环境下使用,也可应用于初级结构件。正在变成。一般来说,SFRP的破坏行为与金属材料不同,表现出树脂破碎、纤维断裂和脱落等复杂的活动。另外,SFRP的强度偏差较大,为了保证产品的安全性,需要反复进行个别要素试验和试制。有必要确认可靠性。今后为了在产品中推广SFRP,当务之急是确立可靠的强度设计技术,减少试验和试制。本研究确立了具有良好耐热性和机械特性,有望用于汽车零部件的玻璃短纤维强化酚树脂复合材料1)(以下简称G/P材料)的强度设计技术。作者一直致力于G/P材料强度评价的研究。在3)的一部分中,显示4点弯曲强度遵循2母数wiible分布。3)Hashemi等人,4)Wang等人,5)的报告与此相关,以上均以宽度分布6)整理了尺寸不同的SFRP材料试样的强度分布,并对其尺寸效果进行了论述。综上所述,在采用SFRP材料的结构设计中,根据应力分布计算出构筑物产生的最大应力,并与材料强度数据进行比较,而不是决定论的评价。通过采用应力分布以及使用根据wible系数计算出的有效体积的概率论评价6),可以构建可靠的强度设计技术。本报告采用纤维含量、形状、大小及负荷方式不同的G/P材料基本试样进行强度试验,取得了wible系数,关于尺寸对强度产生的效果。叙述。然后,对使用模拟结构体的G/P材测试体进行概率论强度评估的有效性进行论述。2测试材料及测试方法2·1测试片材料G/P材的组成Table玻璃纤维采用了纤维长6mm,纤维直径10μm的纤维。玻璃短纤维体积含量(Vf)分别为0%,20%,50%(0.0Vf,记为0.2Vf、0.5Vf) 3种,采用转发法成型。成型条件为:模具温度140~ 160°C、冲压压力20mpa、固化时间250sec .试样尺寸对玻璃短纤维强化酚醛树脂复合材料强度特性的影响泽田贵彦青山博fect of Specimen Size on the Strength Properties in Glass短光纤Reinforced Phenolic Resinmatrix composite
{"title":"Effect of Specimen Size on the Strength Properties in Glass Short Fiber Reinforced Phenolic Resin Matrix Composite","authors":"Takahiko Sawada, H. Aoyama","doi":"10.2472/JSMS.62.640","DOIUrl":"https://doi.org/10.2472/JSMS.62.640","url":null,"abstract":"1 緒 言 金属材料で構成された構造物を低コストで大幅に軽量 化するため,短繊維強化樹脂複合材料(Short Fiber Reinforced Plastic ; 以下,SFRPと記す)へ代替する手 段がある.SFRPは,母材樹脂の高性能化によって高い 強度特性が発現可能となってきている.そのため,過酷な 力学的環境下での使用や,一次構造部材への適用も可能 になりつつある.一般に,SFRPの破壊挙動は金属材料 と異なり,樹脂割れ,繊維破断や抜けが絡んだ複雑な挙 動を示す.また,SFRPは強度のばらつきが大きく,製 品の安全性を保証するため個別の要素試験や試作を繰返 し,信頼性を確認する必要がある.今後,SFRPを製品 へ展開するためには,信頼性の高い強度設計技術を確立 して試験や試作を低減することが急務である. 本研究は,耐熱性と機械的特性に優れ自動車用部品へ の展開が期待されているガラス短繊維強化フェノール樹 脂複合材料 1)(以下,G/P材)の強度設計技術の確立を 目的とする.これまで著者らが取り組んできたG/P材の 強度評価に関する研究 2), 3)の一部において,4点曲げ強 度が 2母数ワイブル分布に従うことを示した.3)これに関 連する研究としてHashemiら,4)Wangら 5)の報告があり, いずれも寸法の異なる SFRP材試験片の強度分布をワイ ブル分布 6)で整理し,その寸法効果について論じている. 以上から,SFRP材を適用した構造設計において,応力 分布から構造物に発生する最大応力を算出して材料強度 データと比較する決定論的評価ではなく,構造物の形状, 応力分布,およびワイブル係数から計算される有効体積 を用いた確率論的評価 6)を取り入れることにより,信頼 性の高い強度設計技術が構築できると考えられる. 本報告では,繊維含有量,形状,大きさ,および負荷 方式の異なる G/P材基本試験片を用いた強度試験を行 いワイブル係数を取得し,強度に及ぼす寸法効果につい て述べる.そして,構造体を模したG/P材試験体を用い て確率論的強度評価の有効性について論じる. 2 試験材料および試験方法 2・1 試験片材料 G/P材の組成を Table 1に示す.ガラス繊維は繊維長 6mm,繊維径 10μmのものを用いた.ガラス短繊維体積 含有率(以下,Vf)を 0%,20%,50%(以下,0.0Vf, 0.2Vf,0.5Vfと記す)の 3種類として,トランスファ法で 成形した.成形条件は,金型温度 140~ 160°C,プレス 圧力 20MPa,硬化時間 250secとした. ガラス短繊維強化フェノール樹脂複合材料の 強度特性に及ぼす試験片寸法の影響 澤 田 貴 彦 青 山 博 Effect of Specimen Size on the Strength Properties in Glass Short Fiber Reinforced Phenolic Resin Matrix Composite","PeriodicalId":17366,"journal":{"name":"journal of the Japan Society for Testing Materials","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2013-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"82616169","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 2
S-N Curve for Durable Headed Stud under Rotating Shear Force 旋转剪切力作用下耐用螺栓的S-N曲线
Pub Date : 2013-01-01 DOI: 10.2472/JSMS.62.621
Kenji Yoshida, H. Higashiyama, Koji Inamoto, S. Matsui, H. Kaido
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誘電泳動により作製したTiO 2 ナノチューブ電界効果トランジスタの電気伝導 利用介电泳制备的TiO 2纳米管场效应晶体管的导电
Pub Date : 2012-09-15 DOI: 10.2472/JSMS.61.766
将之 石井, 雅裕 寺内, 武 吉村, 忠親 中山, 紀文 藤村
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引用次数: 1
水熱合成粉末を用いたPTCR-BaTiO 3 セラミックスの低温焼結 采用水热合成粉末的ptl - batio 3陶瓷的低温烧结
Pub Date : 2012-06-15 DOI: 10.2472/JSMS.61.490
信行 竹内, 勝 上之原, 久芳 小林
{"title":"水熱合成粉末を用いたPTCR-BaTiO 3 セラミックスの低温焼結","authors":"信行 竹内, 勝 上之原, 久芳 小林","doi":"10.2472/JSMS.61.490","DOIUrl":"https://doi.org/10.2472/JSMS.61.490","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":17366,"journal":{"name":"journal of the Japan Society for Testing Materials","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2012-06-15","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"74828777","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 1
高齢者,若年者の木材への接触感における木材密度および塗装の影響 -キリおよびチーク材について- 老年人和年轻人接触木材的感觉中木材密度和涂装的影响-关于雾和柚木-
Pub Date : 2012-04-15 DOI: 10.2472/JSMS.61.341
Makoto Ohkoshi, Yuji Miki, Shingo Yamazaki, Hiromi Samejima, Yuzo Furuta
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引用次数: 2
Upgrading Technologies for Concrete Structures Focusing on Surface Protection and their Prospects IV : Test Method and Their Prospects of Surface Protection for Concrete Structures:IV : Test Method and Their Prospects of Surface Protection for Concrete Structures 以表面保护为重点的混凝土结构升级技术及其展望四:混凝土结构表面保护的试验方法及其展望四:混凝土结构表面保护的试验方法及其展望
Pub Date : 2012-02-01 DOI: 10.2472/JSMS.61.203
Takuji Yamada, Kazuo Eguchi, H. Hamada, T. Miyagawa
1 緒 言 本来,高い耐久性を有するコンクリート構造物は,維 持管理を適切に行うことにより優れた性能を長期に亘り 発揮できる.この本来の性能を発揮させるには,第 2回 目で紹介のあったように,対象構造物の状況にあった適 切な補修・補強がなされることが重要となってくる.表面 被覆工法や断面修復工法をはじめとする表面保護工が取 り上げられて既に四半世紀以上が経過しているが,多く の実構造物での適用事例を調査することで,その耐久性 も実証されてきた.しかし,中には耐久性能が構造物の 条件によっては十分でないものもあり,今なおデータの蓄 積を行うとともに,性能を把握するに適した試験方法の 改良を行い,日々検討を重ねていることも事実である. 第 4回目は本連載講座の最終回として,表面保護工を 対象とした補修・補強材料の性能を評価する土木学会規 準を中心とした各種試験方法,および補修用樹脂小委員 会にて実施している屋外暴露(2006年より開始)による 表面被覆材共通試験結果を報告する.また,現在適用さ れている各種機関の最近の試験方法の変遷,および今後 求められる試験方法について概説する. 2 表面保護工における試験方法について コンクリート構造物の補修補強材料に関する土木学会 規準は Kシリーズとして整備され,2010年制定の示方 書ではすでに 18規準が制定されている. 以下に,その項目を示し,内容を簡潔に説明する.ま た,2010年制定版において修正された項目について,そ の内容を簡潔に説明する. 2・1 表面被覆材の耐候性試験方法 (JSCE-K 511-2010) 表面被覆材の耐候性試験は促進耐候性試験を主体と し,必要に応じて屋外暴露試験を実施することと規定し ている.なお,コンクリート構造物のうち上下水道施設, 水槽など,水が常時接する部位への適用は除外している. 2010年版の主な変更は,引用規格の追加および名称変 更に伴う微細な修正であった. 2・2 表面被覆材の酸素透過性試験方法 (JSCE-K 521-2010) 表面被覆材の酸素透過性を遊離塗膜で測定する方法に ついて規定している.2010年版での主な変更は,遊離塗 膜作製方法においてアマルガム法(水銀使用)を削除し, 代替方法として,ガラス板と離型紙あるいはフィルムを 用いる方法,あるいは,テフロン板を用いる方法を標準 方法と定めた点である.これは,水銀の使用を停止する ための変更である. 2・3 表面被覆材の透湿度試験方法 (JSCE-K 522-2010) 表面被覆材の透湿度を遊離塗膜で測定する試験方法に ついて規定している.K521に準拠し,遊離塗膜作製方法 を修正した.また,試験片作製時の台紙に,JIS P 3801 のろ紙を追加し,供試体作製時に JIS Z 0208の透湿カッ プを追記した. 2・4 表面被覆材の透水量試験方法 (JSCE-K 523-2010) 表面被覆材の透水量試験方法について規定している. 表面保護工を中心としたコンクリート構造物のアップグレード技術の現状と将来展望
本来具有高耐久性的混凝土结构,通过适当的维护管理,可以长期发挥优良的性能。为了发挥这种本来的性能,需要进行第2次修改。正如前面介绍的那样,重要的是根据对象构筑物的状况进行适当的修补和加固。以表面覆盖工艺和断面修复工艺为首的表面保护工艺已经问世超过四分之一个世纪,但通过调查在许多实际建筑物上的适用案例,可以发现其耐久性但是,根据结构条件的不同,其中的耐久性能还不够充分,现在还没有适合进行数据存储和测试性能的测试方法。进行改良,天天研讨也是事实。第4次是本连载讲座的最后一次,主要介绍了以土木学会规范为中心的各种测试方法,评价以表面保护工为对象的维修、加固材料的性能,以及维修用树脂小组委员。会上报告了正在实施的室外暴露(2006年开始)的表面覆盖材料共同测试结果。另外,概述了目前适用的各种机关最近的测试方法的变迁以及今后要求的测试方法。关于表面保护工的测试方法关于混凝土结构物的维修加固材料的土木学会标准分为K系列,在2010年制定的示方书中已经制定了18个标准。以下列出该项目,简要说明其内容。另外,关于2010年制定版中修改的项目,简要说明其内容。2.1表面覆盖材料的耐候性测试方法(jses - k规定表面覆层材料的耐候性测试以促进耐候性测试为主体,必要时可进行室外暴露测试。另外,混凝土结构中的上下水道设施,不适用于水槽等经常接触水的部位。2010年版的主要变化是随着引用规格的追加以及名称的变化而进行的细微修正。2.2表面覆盖材料的透氧性测试方法(jssce - k关于用游离涂膜测定表面覆盖材料的透氧性的方法的规定。2010年版的主要变化是,在游离涂膜制备方法中删除了汞法(使用水银),作为替代方法,将使用玻璃板和离型纸或胶卷的方法,或使用聚四氟乙烯板的方法定为标准方法。这是为了停止使用水银的改变。表面覆盖材料的透湿度测试方法(jgsu - k 522-2010)规定了用游离涂膜测定表面覆盖材料透湿度的测试方法。依据K521,游离涂膜制备方法另外,在制作试样时的底纸上追加了JIS P 3801的滤纸,并在制作供试样时追加了JIS Z 0208的透湿涂层。523-2010)规定了表面覆盖材料的透水量测试方法。以表面保护工为中心的混凝土结构升级技术的现状及未来展望
{"title":"Upgrading Technologies for Concrete Structures Focusing on Surface Protection and their Prospects IV : Test Method and Their Prospects of Surface Protection for Concrete Structures:IV : Test Method and Their Prospects of Surface Protection for Concrete Structures","authors":"Takuji Yamada, Kazuo Eguchi, H. Hamada, T. Miyagawa","doi":"10.2472/JSMS.61.203","DOIUrl":"https://doi.org/10.2472/JSMS.61.203","url":null,"abstract":"1 緒 言 本来,高い耐久性を有するコンクリート構造物は,維 持管理を適切に行うことにより優れた性能を長期に亘り 発揮できる.この本来の性能を発揮させるには,第 2回 目で紹介のあったように,対象構造物の状況にあった適 切な補修・補強がなされることが重要となってくる.表面 被覆工法や断面修復工法をはじめとする表面保護工が取 り上げられて既に四半世紀以上が経過しているが,多く の実構造物での適用事例を調査することで,その耐久性 も実証されてきた.しかし,中には耐久性能が構造物の 条件によっては十分でないものもあり,今なおデータの蓄 積を行うとともに,性能を把握するに適した試験方法の 改良を行い,日々検討を重ねていることも事実である. 第 4回目は本連載講座の最終回として,表面保護工を 対象とした補修・補強材料の性能を評価する土木学会規 準を中心とした各種試験方法,および補修用樹脂小委員 会にて実施している屋外暴露(2006年より開始)による 表面被覆材共通試験結果を報告する.また,現在適用さ れている各種機関の最近の試験方法の変遷,および今後 求められる試験方法について概説する. 2 表面保護工における試験方法について コンクリート構造物の補修補強材料に関する土木学会 規準は Kシリーズとして整備され,2010年制定の示方 書ではすでに 18規準が制定されている. 以下に,その項目を示し,内容を簡潔に説明する.ま た,2010年制定版において修正された項目について,そ の内容を簡潔に説明する. 2・1 表面被覆材の耐候性試験方法 (JSCE-K 511-2010) 表面被覆材の耐候性試験は促進耐候性試験を主体と し,必要に応じて屋外暴露試験を実施することと規定し ている.なお,コンクリート構造物のうち上下水道施設, 水槽など,水が常時接する部位への適用は除外している. 2010年版の主な変更は,引用規格の追加および名称変 更に伴う微細な修正であった. 2・2 表面被覆材の酸素透過性試験方法 (JSCE-K 521-2010) 表面被覆材の酸素透過性を遊離塗膜で測定する方法に ついて規定している.2010年版での主な変更は,遊離塗 膜作製方法においてアマルガム法(水銀使用)を削除し, 代替方法として,ガラス板と離型紙あるいはフィルムを 用いる方法,あるいは,テフロン板を用いる方法を標準 方法と定めた点である.これは,水銀の使用を停止する ための変更である. 2・3 表面被覆材の透湿度試験方法 (JSCE-K 522-2010) 表面被覆材の透湿度を遊離塗膜で測定する試験方法に ついて規定している.K521に準拠し,遊離塗膜作製方法 を修正した.また,試験片作製時の台紙に,JIS P 3801 のろ紙を追加し,供試体作製時に JIS Z 0208の透湿カッ プを追記した. 2・4 表面被覆材の透水量試験方法 (JSCE-K 523-2010) 表面被覆材の透水量試験方法について規定している. 表面保護工を中心としたコンクリート構造物のアップグレード技術の現状と将来展望","PeriodicalId":17366,"journal":{"name":"journal of the Japan Society for Testing Materials","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2012-02-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"87614505","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 1
Rock Physics Modeling of Dynamic and Static Young's Moduli of Soft Sedimentary Rocks 软质沉积岩动、静态杨氏模量的岩石物理建模
Pub Date : 2012-01-01 DOI: 10.2472/JSMS.61.228
Toru Takahashi, Soichi Tanaka
To interpret dynamic and static Young's moduli of soft sedimentary rocks, the Dvorkin-Gutierrez silty shale model, one of granular models is applied to the measured Young's moduli obtained from velocity logging data for the dynamic modulus and from laboratory mechanical test data for the static modulus. The Young's modulus for the rock is calculated by the Hashin-Strikman lower bound, Hertz-Mindlin contact model and Gassmann's equation. For modeling static Young's modulus, in the Hertz-Mindlin contact model, the shear modulus is calculated by incorporating the mixture of frictional and frictionless grain contacts into the model. The calculated dynamic and static Young's moduli are well consistent with the measured data for three different soft sedimentary rocks in Japan. This result demonstrates that the rock physics model can be used to predict the static moduli required in civil engineering applications from dynamic ones obtained from seismic velocities.
为了解释软质沉积岩的动态和静态杨氏模量,将Dvorkin-Gutierrez粉质页岩模型和颗粒模型中的一种应用于动态模量的测速数据和静态模量的实验室力学试验数据的实测杨氏模量。岩石的杨氏模量由Hashin-Strikman下界、Hertz-Mindlin接触模型和Gassmann方程计算。对于静态杨氏模量的建模,在Hertz-Mindlin接触模型中,通过将摩擦和无摩擦颗粒接触的混合物纳入模型来计算剪切模量。计算得到的动态和静态杨氏模量与日本三种不同软质沉积岩的实测数据吻合较好。这一结果表明,岩石物理模型可以用地震速度得到的动态模量来预测土木工程应用所需的静态模量。
{"title":"Rock Physics Modeling of Dynamic and Static Young's Moduli of Soft Sedimentary Rocks","authors":"Toru Takahashi, Soichi Tanaka","doi":"10.2472/JSMS.61.228","DOIUrl":"https://doi.org/10.2472/JSMS.61.228","url":null,"abstract":"To interpret dynamic and static Young's moduli of soft sedimentary rocks, the Dvorkin-Gutierrez silty shale model, one of granular models is applied to the measured Young's moduli obtained from velocity logging data for the dynamic modulus and from laboratory mechanical test data for the static modulus. The Young's modulus for the rock is calculated by the Hashin-Strikman lower bound, Hertz-Mindlin contact model and Gassmann's equation. For modeling static Young's modulus, in the Hertz-Mindlin contact model, the shear modulus is calculated by incorporating the mixture of frictional and frictionless grain contacts into the model. The calculated dynamic and static Young's moduli are well consistent with the measured data for three different soft sedimentary rocks in Japan. This result demonstrates that the rock physics model can be used to predict the static moduli required in civil engineering applications from dynamic ones obtained from seismic velocities.","PeriodicalId":17366,"journal":{"name":"journal of the Japan Society for Testing Materials","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2012-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"85023616","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Change in Compressive Properties of Polypropylene/Degra-Novon Polymer Blends Due to Accelerated Weathering Tests 加速老化试验对聚丙烯/Degra-Novon聚合物共混物压缩性能的影响
Pub Date : 2012-01-01 DOI: 10.2472/JSMS.61.888
M. Nishida, Rie Natsume, N. Fukuda, Hiroaki Ito
After accelerated weathering, dynamic and static compressive properties of polypropylene and Degra-Novon blends were measured using a split Hopkinson pressure bar and universal testing machine. Degra-Novon is an addi-tive mixed with traditional plastics that promotes the spontaneous decomposition of the plastics by sunlight, heat, and microorganisms in soil and water. The use of Degra-Novon achieves a low-cost, biodegradable polymer. The change in yield stress and Young ’ s modulus were examined in detail. The relationship between the compressive properties, differential scanning calorimeter results, and Fourier transform infrared spectroscopy data was discussed.
采用分离式霍普金森压杆和万能试验机对加速老化后聚丙烯和Degra-Novon共混物的动、静态压缩性能进行了测试。Degra-Novon是一种与传统塑料混合的添加剂,可以促进塑料在阳光、热量和土壤和水中的微生物的自发分解。使用Degra-Novon实现了一种低成本、可生物降解的聚合物。详细分析了屈服应力和杨氏模量的变化。讨论了压缩性能、差示扫描量热计结果和傅里叶变换红外光谱数据之间的关系。
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期刊
journal of the Japan Society for Testing Materials
全部 Acc. Chem. Res. ACS Applied Bio Materials ACS Appl. Electron. Mater. ACS Appl. Energy Mater. ACS Appl. Mater. Interfaces ACS Appl. Nano Mater. ACS Appl. Polym. Mater. ACS BIOMATER-SCI ENG ACS Catal. ACS Cent. Sci. ACS Chem. Biol. ACS Chemical Health & Safety ACS Chem. Neurosci. ACS Comb. Sci. ACS Earth Space Chem. ACS Energy Lett. ACS Infect. Dis. ACS Macro Lett. ACS Mater. Lett. ACS Med. Chem. Lett. ACS Nano ACS Omega ACS Photonics ACS Sens. ACS Sustainable Chem. Eng. ACS Synth. Biol. Anal. Chem. BIOCHEMISTRY-US Bioconjugate Chem. BIOMACROMOLECULES Chem. Res. Toxicol. Chem. Rev. Chem. Mater. CRYST GROWTH DES ENERG FUEL Environ. Sci. Technol. Environ. Sci. Technol. Lett. Eur. J. Inorg. Chem. IND ENG CHEM RES Inorg. Chem. J. Agric. Food. Chem. J. Chem. Eng. Data J. Chem. Educ. J. Chem. Inf. Model. J. Chem. Theory Comput. J. Med. Chem. J. Nat. Prod. J PROTEOME RES J. Am. Chem. Soc. LANGMUIR MACROMOLECULES Mol. Pharmaceutics Nano Lett. Org. Lett. ORG PROCESS RES DEV ORGANOMETALLICS J. Org. Chem. J. Phys. Chem. J. Phys. Chem. A J. Phys. Chem. B J. Phys. Chem. C J. Phys. Chem. Lett. Analyst Anal. Methods Biomater. Sci. Catal. Sci. Technol. Chem. Commun. Chem. Soc. Rev. CHEM EDUC RES PRACT CRYSTENGCOMM Dalton Trans. Energy Environ. Sci. ENVIRON SCI-NANO ENVIRON SCI-PROC IMP ENVIRON SCI-WAT RES Faraday Discuss. Food Funct. Green Chem. Inorg. Chem. Front. Integr. Biol. J. Anal. At. Spectrom. J. Mater. Chem. A J. Mater. Chem. B J. Mater. Chem. C Lab Chip Mater. Chem. Front. Mater. Horiz. MEDCHEMCOMM Metallomics Mol. Biosyst. Mol. Syst. Des. Eng. Nanoscale Nanoscale Horiz. Nat. Prod. Rep. New J. Chem. Org. Biomol. Chem. Org. Chem. Front. PHOTOCH PHOTOBIO SCI PCCP Polym. Chem.
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