航空機複合材部品の紫外線劣化加速評価法の開発,三菱重工技報Vol.51.pdfVIP

三菱重工技報 Vol.51 No.4 (2014) 航空宇宙特集 技 術 論 文 10 航空機複合材部品の紫外線劣化加速評価法の開発 Development of Accelerated UV Degradation Test Method for Aircraft Composite Parts 堀 苑 英 毅 * 1 石 川 直 元 * 2 Hideki Horizono Naomoto Ishikawa 航空機の運用期間（20 年から 30 年）にわたる長期的な耐候性については，実環境での評価と 加速試験による材料間での相対比較により評価を実施している。光劣化の加速試験において， 照射方法や材料の違いにより加速の程度が異なることが経験的に知られており，加速試験が実 環境の何倍の加速になっているかが明らかではない。このような観点から，太陽光による長期的 な劣化を短時間で精度良く予測することが困難であった。本研究では，加速試験における加速 倍率を設定する評価法の手法を提案するものである。加速試験の精度向上により，複合材部材 の長期的な劣化を短時間で予測し，材料選定要領をはじめ，製造?運用管理要領への反映，管 理コストの事前検討につなげることを目指している。 |1. はじめに 航空機複合材としては，炭素繊維強化エポキシ樹脂マトリックス複合材（以下 CFRP と記載）が 主として適用されている。この CFRP の長期運用（太陽光照射 20～30 年）による劣化を加速試験 により再現し，強度，剛性等の特性の低下を定量化することで，短期間で CFRP の長期耐久性評 価を行うことを目指している。本研究では，光照射による加速試験に着目した。その際，各種加速 試験装置による加速条件（加速倍率）の明確化（精度向上）がキー技術となる。加速の照射方法 や材料の違いにより加速の程度が異なる理由として，以下の要因が考えられる。(1) (1) 各加速装置で，波長分布，照射強度が異なるため，通算の照射エネルギー量が同じで も，材料に与える影響が異なる。 (2) 材料ごとに，劣化しやすい波長としにくい波長があり，同じ照射エネルギー量を与えて も劣化の程度が異なる。 これらの要因を考慮した加速試験における加速倍率設定法を検討した。 |2. 加速試験の目途付け 加速試験法の目途付けとして，以下のような流れで試験，検討を行った。 ① 代表的な加速照射装置の波長分布の明確化 ② 材料ごとの劣化波長感受性（劣化の波長依存性）の把握 ③ ①と②の組合せによる加速倍率の設定 2.1 照射装置の波長分布 図１に太陽光，キセノンランプ照射装置，メタルハライドランプ照射装置の照射光のエネルギー 波長分布を示す。 *1 技術統括本部 名古屋研究所 主席チーム統括 *2 技術統括本部 名古屋研究所 主席研究員 三菱重工技報 Vol.51 No.4 (2014)