玻璃纤维毡增强复合材料的低周拉伸疲劳性能研究.pdf

２０１６年第５期玻璃钢／复合材料４１玻璃纤维毡增强复合材料的低周拉伸疲劳性能研究赵德方，阳玉球，张志远，滨田泰以（１．东华大学纺织学院，上海２０１６２０；２．东华大学产业用纺织品教育部工程研究中心，上海２０１６２０；３．京都工艺纤维大学先端纤维科学专攻，京都６０６８７９９）摘要：采用玻璃纤维毡和不饱和树脂使用手糊成型的方法制作复合材料，并进行拉伸测试和低周疲劳测试来研究无孔和开孔玻璃纤维毡复合材料的拉伸性能。结果表明，试样的拉伸强度都随着纤维体积含量的增加而增加。在低周疲劳测试中，无孔和开孔试样的拉伸性能在５５％载荷水平的低周疲劳作用下基本保持不变，但是在７０％以上载荷水平的低周疲劳作用下发生了显著下降。对试样的断裂行为进行了研究，无孔试样拉伸断裂后有分层现象，开孔试样的断裂区域可以分为两个部分，分—别为平行区域和扇形区域。特征长度通过使用有限元软件（ＭＳＣＭａｒｃ）计算出来，和测量出来的平行区域长度很接近，并且随着施加疲劳载荷水平的提高而降低，材料对孔洞的抵抗性降低。最后，对低周疲劳前后的破坏试样进行了扫描电镜观察以比较两者的不同。关键词：玻璃纤维毡增强复合材料；拉伸性能；低周疲劳；断裂区域；特征长度—中图分类号：ＴＢ３３２文献标识码：Ａ文章编号：１００３－０９９９（２０１６）０５－００４１０７纤维增强树脂基复合材料具有比强度高、比刚度大、耐疲劳性能好、减震性能好及性能可设计等诸多优点，在航空、航天、汽车、船舶、建筑等工业领域得到广泛应用ｌ２Ｊ。玻璃纤维增强树脂基复合材料又以层合板结构形式出现居多，用于制造飞机的蒙皮、翼肋、桁条、腹板等非主要受力构件以及某些主要受力构件Ｊ。复合材料在使用过程中，往往会由于长期载荷或自然环境的作用而产生损伤以至破坏，其中疲劳损伤为其主要破坏形式之一。因此，对玻璃纤维复合材料进行疲劳试验研究具有重要意义。由于在高周疲劳的过程中，材料的破坏模式比较复杂，本文中采用低周疲劳测试对复合材料进行研究。复合材料连接方式主要有三种：胶结，螺栓、铆钉等机械连接和胶结与机械连接的结合］。其中，螺栓连接因为具有转移高载荷，抵抗层间应力良好，可以在各种环境下使用等优点，应用最为方便、广泛。但是，使用螺栓连接时，常常需要在复合材料层板上打孔或开口，在孔洞周围存在应力集中问题，很容易发生初始局部破坏，降低材料的载荷承受能力。在过去的３０年间，开孔复合材料一直是复合材料研究的热点，ｍ］。Ｃｈａｎｇ等坞从理论分析、有限元数值计算和实验方面比较系统地研究了含孔洞层合板承受拉伸、压缩载荷时的损伤、失效和破坏情况。为了分析与描述开孔试样的孔周围的应力分布，引入特征距离长度这个概念。这个概念由Ｗｈｉｔｎｅｙ等从点应力准则和平均应力准则的角度提出，广泛用于预测开孔试样的缺陷强度。在点应力准则中，特征长度（ｄ。）（见图１）是开孔试样受到最大载荷作用时，孔的边缘到应力等于无孔试样的非缺陷强度这一点的距离。图１特征长度Ｆｉｇ．１Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｄｉｓｔａｎｃｅ在平均应力准则中，特征长度是孑Ｌ的边缘到平均应力等于无孔试样的非缺陷强度这一点的距离。——收稿日期：２０１５１０２１本文作者还有李毓陵。－一。作者简介：赵德方（１９８７一），男，硕士研究生，主要从事玻璃纤维增强复合材料力学性能研究。通讯作者：阳玉球（１９７６一），女，副教授，博士，主要从事纤维增强复合材料机械性能的研究。｜鬃｜暾ｓｌ４２玻璃纤维毡增强复合材料的低周拉伸疲劳性能研究２０１６年５月Ｚｈａｎｇ等¨通过使用有限元软件（ＭＳＣ．Ｍａｒｃ），采用线弹性的方法计算出特征长度，发现特征长度和测量出来的平行区域长度很接近。因此，特征长度有助于对开孔玻璃纤维毡增强复合材料受到拉伸作用后平行区域长度和断裂特征进行预测。在本文中，使用手糊成型的方法制作不同纤维体积含量的玻璃纤维毡增强复合材料，并进行拉伸和低周疲劳测试来研究无孔和开孔复合材料的拉伸性能，使用特征长度对开孔复合材料受到拉伸和低周疲劳后的平行区域长度和断裂特征进行预测。１材料与试验１．１试验材料试验中增强体采用玻璃纤维毡，其平方米克重为４５０ｇ／ｍ，玻璃纤维的平均长度为５０ｍｍ。短玻璃纤维由长纤维切割而成，在纤维毡中呈杂乱分布，并由热固性物质加固而成。基体采用不饱和树脂１５０ＨＲＢＱＮＴＮＷ（Ｓｈｏｗａ：ＲＩＧＯＲＡＣ），其性能如表１所示表１不饱和树脂的性能Ｔａｂｌｅ１Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄｐｏｌｙｅｓｔｅｒ１．２成型方法采用手糊成型的方法制作复合材料层合板。不饱和树脂和固化剂ＭＥＫＰＯ（ＰＥＲＭＥＫＮ，ＮＯＦＣｏｒ．ｐｏｒａｔｉｏｎ）的比例为１００：０．７。在试验中，三种不同的层合板通过铺４、５、６不同层数的玻璃纤维毡制作而成，纤维的体积含量控制在２４．４％、２８．５％和３０．７％。铺层完成以后，材料在常温下放置２４ｈ进行固化。２４ｈ后，拿出已固化的材料放进烘箱进行后固化处理，烘箱温度为１００ｏＣ，烘燥时间为１ｈ。１．３试样准备固化后的复合材料板分别切割成宽度为２０ｍｍ和３０ｍｍ的试样以进行拉伸测试。切割试样的尺寸如表２所示。制作开孔试样时，在材料的几何中心钻直径为ｌＯｍｍ的孔。在钻孑Ｌ时，钻头的速度控制在２３００ｒａｄ／ｍｉｎ，在试样的下面垫一个木板，防止钻孔时试样发生分层破坏。试样切割完成后，在其两端贴上铝片准备进行测试。ｌ疑ｅ艟０２ｓ表２试样的规格Ｔａｂｌｅ２ＰａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｓｐｅｃｉｍｅｎｓｉｃｋｆｉｅｓｓＷｉｄｔｈＤｉａｍｅｔｅｒｏｆＳｐｅｃｉｍｅｎｓＰｌｉｅｓ／％／ｍｍ／ｍｍｔｈｅｈｏｌｅ／ｍｍ１．４拉伸与低周疲劳试验采用的仪器为电子万能试验机，其型号为ＱＪ．２１２Ｃ，拉伸测试速度为ｌｍｍ／ｍｉｎ，至少测试３个试样。对无孔试样进行测试时使用引伸计，以计算杨氏模量。在进行低周疲劳拉伸测试时，循环载荷由拉伸测试得到的最大载荷确定，分别取最大载荷的５５％、７０％和８５％三个水平，进行３０次循环的定载荷疲劳测试。在完成疲劳测试后，再进行拉伸测试直至试样断裂。１．５有限元模拟特征长度通过有限元分析的方法计算得出，用来进一步理解开孔复合材料的拉伸断裂行为。在有限元模拟中，施加位移控制作为边界条件，划分网格时采用三角形单元。为了得到更精确的结果，靠近孔周围的网格划分需要密集一些，如图２所示。图２网格划分的结果Ｆｉｇ．２Ｅｌｅｍｅｎｔｓｍｅｓｈｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓ由于短切玻璃纤维毡中纤维任意分布，假设材料的层内和层间性能没有差异。开孔试样的拉伸过程可以当作各向同性线弹性平面应变问题来处理。使用不同纤维体积含量无孑Ｌ试样的拉伸强度和杨氏模量，材料的泊松比和开孔试样的厚度和最大拉伸载荷５个参数来进行有限元模拟计算。单位位移最大拉伸载荷和孔周围的应力分布通过模拟可以计算２０１６年第５期玻璃钢／复合材料４３得出。接着，根据线弹性机制由计算出来的最大载荷和试验中得到的最大载荷的比值来计算出实际的应力分布。２结果与讨论２．１试样的拉伸不同纤维体积含量无孔试样的拉伸应力．应变曲线与开孔试样的拉伸应力．位移曲线如图３和图４所示。试样的拉伸结果见表３。图３典型拉伸应力一应变曲线—Ｆｉｇ．３Ｔｙｐｉｃａｌｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｓｓｓｔｒａｉｎｃｕｒｖｅｓ０．００．５ｌ０１．５２０２．５３．０３．５４．０４．５Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ／ｒａｍ图４典型拉伸应力一位移曲线—Ｆｉｇ．４Ｔｙｐｉｃａｌｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｓｓｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｃｕｒｖｅｓ表３拉伸结果Ｔａｂｌｅ３Ｎｏｒｍａｌｔｅｎｓｉｌｅｒｅｓｕｌｔｓ２．２无孔试样的低周拉伸疲劳低周疲劳的预加载荷分别为最大拉伸载荷的５５％、７０％和８５％。为了更好地观察低周拉伸疲劳的趋势，拉伸应力．应变曲线每３个循环进行一次记录，计算疲劳过程中的拉伸模量。此外，在３０次低周疲劳完成后进行正常拉伸试样的拉伸模量和强度，与正常拉伸试样进行比较，来评价低周疲劳作用的效果。在３个载荷水平下，不同纤维体积含量的试样在疲劳过程中的拉伸模量与正常拉伸试样的拉伸模量如图５（ａ）、图５（ｂ）和图５（Ｃ）所示。在３个载荷水平下，疲劳的过程中拉伸模量基本没有发生变化。以４层试样为例，如图５（ａ）所示，在５５％载荷水平下，疲劳的过程中拉伸模量在９．８ＧＰａ左右，拉伸模量的变异系数ＣＶ值为０．７％。而在８５％载荷水平下，６层试样在第５次疲劳时发生断裂。《藿（ａ）５５％载荷水平的低周疲劳（ａ）５５％ＬＣＦ（ｂ）７０％载荷水平的低周疲劳（ｂ）７０％ＬＣＦ｜ｅｓ｜∞Ｂｄｏ／ｎＩｊｐｏｇ０ｌ１％∞∞∞∞∞如加柏加０∞∞ｄ】扫０３０Ｚ玻璃纤维毡增强复合材料的低周拉伸疲劳性能研究２０１６年５月１２３４５６９１２１５１８２１２４２，ｊＵ３１Ｃｙｃｌｅｔｉｍｅｓ（ｃ）８５％载荷水平的低周疲劳（ｃ）８５％ＬＣＦ图５不同载荷水平的低周疲劳Ｆｉｇ．５Ｔｈｅｌｏｗｃｙｃｌｅｆａｔｉｇｕｅ（ＬＣＦ）ａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏａｄｌｅｖｅｌｓ无孔试样低周疲劳前后的拉伸模量和强度如图６所示。对于拉伸模量，在５５％载荷水平下，低周疲劳前后几乎没有发生变化，而在７０％和８５％载荷水平下，疲劳后的拉伸模量下降很显著。对于拉伸强度，其结果与拉伸模量类似。图６５５％、７０％和８５％载荷水平Ｆ无孔试样低周疲劳前后的拉伸模量和强度对比Ｆｉｇ．６Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｅｎｓｉｌｅｍｏｄｕｌｕｓａｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈｂｅｔｗｅｅｎｎｏｒｍａｌｔｅｎｓｉｌｅｔｅｓｔａｎｄａｆｔｅｒ５５％．７０％ａｎｄ８５％ＬＣＦ由图６可以看出，５５％载荷水平的低周疲劳对无孔试样几乎没有影响，而在超过７０％的载荷水平下，低周疲劳对其产生了显著的影响。２．３开孔试样的低周拉伸疲劳开孔试样低周疲劳前后的拉伸强度如图７所示。在５５％的载荷水平下，低周疲劳前后的拉伸强度几乎没有发生变化，而在７０％和８５％载荷水平下，疲劳后的拉伸强度下降很显著。可以看出，对于ＦＩ蕊开孔试样，低周疲劳的结果和无孔试样类似。～～：－～．、：垛・？－．Ｌ、．，ｒｉｄ０２０４０６０８０１Ｏ０—Ｐｒｅｓｅｔｌｏａｄｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ／％图７５５％、７０％和８５％载荷水平下开孔试样低周疲劳前后的拉伸强度对比Ｆｉｇ．７Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｎｏｔｃｈｅｄｓｔｒｅｎｇｔｈｂｅｔｗｅｅｎｎｏｒｍａｌｔｅｎｓｉｌｅｔｅｓｔａｎｄａｆｔｅｒ５５％．７０％ａｎｄ８５％ＬＣＦ２．４试样的低周疲劳的过程无孔试样在低周疲劳测试时，可以听到断裂声。随着疲劳次数的增加，对于每次循环，在试样所受的载荷达到最大载荷时，可以听到更高的断裂声。除此之外，还可以观察到在试样的中间比试样的两端出现较多的裂纹。在整个疲劳的过程中，新的裂纹不断产生，旧的裂纹不断扩展。如果载荷水平足够高，在疲劳的过程中试样会发生断裂。对于开孔试样，在疲劳的过程中，裂纹会出现在孔的周围。随着疲劳次数的增加，也会听到更高的裂纹声。裂纹会缓慢地向外扩展，裂纹扩展的方向垂直于加载的方向。如果施加的载荷水平足够高，试样在疲劳的过程中会发生剪切破坏。２．５试样的断裂特点无孔试样在拉伸断裂后断口不整齐，在断口处可以观察到树脂和纤维的断裂、分层现象和纤维的抽拔。开孔试样的断裂区域可以分为两个部分：平行区域和扇形区域。在平行区域，破坏区域限制在靠近孔边缘。在扇形区域，断裂从孔周围向外扩展，呈发散状，可以明显地观察到较多的纤维抽拔。使用游标卡尺对平行区域长度进行测量。每个试样具有两个平行区域长度，一边一个，一大一小。典型试样的平行区域长度的测量结果如图８所示。从图８中可以看出，经过５５％载荷水平低周疲劳后进行拉伸试样的平行区域长度和正常拉伸试样相２０１６年第５期玻璃钢／复合材料４７［３］梅端，王钧，李君明，等．玻璃纤维增强树脂基复合材料拉．拉疲劳行为研究［Ｊ］．玻璃钢／复合材料，２０１３（０２）：３９．４２．［４］杨忠清，吴富强，廉伟，等．玻璃纤维增强树脂基复合材料疲劳性能的试验研究［Ｊ］．玻璃纤维，２００８（０５）：１９．２３．［５］Ｇ￣ｒｅｎＡ，ＳａｙｍａｎＯ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｆａｉｌｕｒｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｂｏｌｔｅｄｊｏｉｎｔｓｉｎｍｏｉｓｔｕｒｅ・－ａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ・・ｉｎｄｕｃｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｌａｍｉｎａｔｅｓｕｎｄｅｒｐｒｅｌｏａｄ—［Ｊ］．ＰｏｌｙｍｅｒＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，２０１０，３１（１）：１７３１７８．［６］ＫａｌｅｅｍｕｌｌａＫＭ，ＳｉｄｄｅｓｗａｒａｐｐａＢ，ＳａｔｉｓｈＫＧ．ＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓｔｏＭｏｄｅｌａｎｄＡｎａｌｙｚｅｔｈｅＯＨＣＳｔｒｅｎｇｔｈｏｆＨｙｂｒｉｄＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｖｉｅｗ，２００９，２—（１）：９１９８．—［７］ＷｏｌｆｒａｔｈＪ，ＭｉｃｈａａｄＶ，ＭｈｕｓｏｎＪＡＥ．Ｇｒａｄｅｄｇｌａｓｓｍａｔｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ［Ｊ］．Ｐｏｌｙｍｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，２００５，２６（３）：３６１－３６９．［８］ＴｓｏｔｓｉｓＴＫ，ＫｅｌｌｅｒＳ，ＢａｒｄｉｓＪ，ｅｔａ１．Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｕｓｅｏｆｅｌｅｖａｔｅｄｐｒｅｓｓｕｒｅｔｏａｃｃｅｌｅｒａｔｅｔｈｅｒｍｏ－－ｏｘｉｄａｔｉｖｅａｇｉｎｇｉｎｅｏｍ・・ｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．ＰｏｌｙｍｅｒＤｅｇｒａｄａｔｉｏｎａｎｄＳｔａｂｉｌｉｔｙ，１９９９，６４（２）：２０７．２１２．［９］ＧｒｅｅｎＢＧ，ＷｉｓｎｏｍＭＲ，ＨａｌｌｅｔｔＳＲ．Ａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｉｎｔｏｔｈｅｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｓｃａｌｉｎｇｏｆｎｏｔｃｈｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．ＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＰａａＡ：ＡｐｐｌｉｅｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，２００７，３８—（３）：８６７８７８．［１０］ＣａｍａｎｈｏＰ，ＭａｉｍｉＰ．Ｓｉｚｅｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｎｏｔｃｈｅｄｃｏｒｎ．—ｐｏｓｉｔｅｓ［Ｃ］．Ｋｏｙｔｏ：１６ｔｈｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００７：８５－９１．［１１］ＣｈａｎｇＦＫ，ＣｈａｎｇＫＹ．Ａｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅｄａｍａｇｅｍｏｄｅｌｆｏｒｌａｍｉｎａｔｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｓｔｒｅｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｍｐｏｓｉｔｅＭａｔｅｒｉａｌｓ，１９８７，２１（９）：８３４－８５５．［１２］ＬｅｓｓａｒｄＬＢ，ＣｈａｎｇＦＫ．Ｄａｍａｇｅｔｏｌｅｒａｎｃｅｏｆｌａｍｉｎａｔｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇａｎｏｐｅｎｈｏｌｅａｎｄｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｌｏａｄｉｎｇ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｍｐｏｓｉｔｅＭａｔｅｒｉａｌｓ，１９９１，２５：４４－６４．［１３］ＣｈａｎｇＫＹ，ｕｕＳ，ＣｈａｎｇＦＫ．Ｄａｍａｇｅｔｏｌｅｒａｎｃｅｏｆｌａｍｉｎａｔｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇａｎｏｐｅｎｈｏｌｅａｎｄｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｔｅｎｓｉｌｅｌｏａｄｉｎｇｓ—［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｍｐｏｓｉｔｅＭａｔｅｒｉａｌｓ，１９９１，２５（３）：２７４３０１．［１４］ＷｈｉｔｎｅｙＪＭ，ＮｕｉｓｍｅｒＲＪ．Ｓｔｒｅｓｓｆｒａｃｔｕｒｅｃｒｉｔｅｒｉａｆｏｒｌａｍｉｎａｔｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｓｔｒｅｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓ，１９７４，８（３）：２５３－２６５．［１５］ＺｈａｎｇＺ，ｒａｎｇＹ，ＨａｍａｄａＨ．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｇｌａｓｓｍａｔｃｏｍｐｏｓｉｔｅｗｉｔｈｏｐｅｎｈｏｌｅ［Ｃ］．Ｈｏｕｓｔｏｎ：ＡＳＭＥ２０１２Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ—ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｎｇｒｅｓｓａｎｄＥｘｐｏｓｉｔｉｏｎ，２０１２：１０５１１０．’’‘’’’１ＶＥＳｌＩＧＡＴｌ＿，ｏＬｏＷＣＹＣＬＥＩＥＳｌＬＥＡＴｌＧＵＥＰＲ０ＰＥＩｌＥＳＯＦＧＬＡＳＳＦＩＢＥＲＭＡＴＲＥＩＮＦＯＲＣＥＤＣＯＭＰＯＳＩＴＥＳ——’—ＺＨＡＯＤｅｆａｎｇ，ｒＡＮＧＹｕｑｉｕ，ＺＨＡＮＧＺｈｉｙｕａｎ，ＨｉｒｏｙｕｋｉＨａｍａｄａ（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＴｅｘｔｉｌｅ，ＤｏｎｇｈＨａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１６２０，Ｃｈｉｎａ；２．ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＴｅｃｈｎｉｃａｌＴｅｘｔｉｌｅｓ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１６２０，Ｃｈｉｎａ；—３．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＦｉｂｒｏＳｃｉｅｎｃｅ，ＫｙｏｔｏＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｙｏｔｏ６０６８７９９，Ｊａｐａｎ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｇｌａｓｓｆｉｂｅｒｍａｔａｎｄｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄｐｏｌｙｅｓｔｅｒｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｆａｂｒｉｃａｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｔｈｒｏｕｇｈ——ｈａｎｄｌａｙｕｐｍｅｔｈｏｄ．ｒｈｅｔｅｎｓｉｌｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｕｎｎｏｔｃｈｅｄａｎｄｏｐｅｎｈｏｌｅｎｏｔｃｈｅｄｇｌａｓｓｆｉｂｅｒｍａｔｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ（ＧＭＣ）ｓｐｅｃｉｍｅｎｓｗｅｒｅｅｘａｍｉｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｎｏｒｍａｌａｎｄｌｏｗｃｙｃｌｅｆａｔｉｇｕｅ（ＬＣＦ）ｔｅｎｓｉｌｅｔｅｓｔｓ．Ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｂｏｔｈｔｈｅｕｎｎｏｔｃｈｅｄｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｎｏｔｃｈｅｄｓｔｒｅｎｇｔｈｗｅｒｅｐｒｏｍｏｔｅｄｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎ（）．ＩｎＬＣＦｔｅｓｔ，ｆ０ｒｕｎｎｏｔｃｈｅｄａｎｄｎｏｔｃｈｅｄｓｐｅｃｉｍｅｎｓ，ｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＧＭＣｓｈｏｗｅｄｓｔａｂｌｅｉｎ３０ｃｙｃｌｅｓｕｎｄｅｒ５５％ｏｆｍａｘｌｏａｄｂｕｔｄｅｇｒａｄｅｄｍｕｃｈｕｎｄｅｒｔｈｅｃｙｃｌｅｌｏａｄｍｏｒｅｔｈａｎ７０％ｏｆｍａｘｌｏａｄ．Ｉｎｔｈｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅ—ｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｓｐｅｃｉｍｅｎｓ，ｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎｗａｓｆｏｕｎｄｉｎｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｓｅｃｔｉｏｎｏｆｕｎｎｏｔｃｈｅｄｔｅｓｔｓｐｅｃｉｍｅｎｓ．Ｗｈｉｌｅｆｏｒｎｏｔｃｈｅｄｓｐｅｃｉｍｅｎｓ．ｔｗｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒａｃｔｕｒｅａｒｅａｓｄｅｆｉｎｅｄａｓｐａｒａｌｌｅｌａｒｅａａｎｄｆａｎｓｈａｐｅａｒｅａｗｅｒｅｆｏｕｎｄ．Ｔｈｅｖａｌｕｅｓｏｆ—ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｄｉｓｔａｎｃｅｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅ（ＭＳＣ－Ｍａｒｃ）．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｄｉｓｔａｎｃｅｗａｓｆｏｕｎｄ．Ｉｔｉｓｃｌｏｓｅｔｏｔｈｅｌｅｎｇｔｈｏｆｐａｒａｌｌｅｌａｒｅａ，ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｌｏａｄｌｅｖｅｌｉｎＬＣＦｔｅｓｔｓ．ｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆＧＭＣｔｏｔｈｅｅｆｆｅｃｔｆｒｏｍａｎｏｐｅｎｈｏｌｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ＳＥＭｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｏｎｔｈｅｓｅｌｅｃｔｅｄｓｐｅｃｉｍｅｎｓｔｏｃｏｍｐａｒｅｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｏｎｅｓｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒＬＣＦｔｅｓｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＧＭＣ；ｔｅｎｓｉｌｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ｌｏｗｃｙｃｌｅｆａｔｉｇｕｅ（ＬＣＦ）；ｆｒａｃｔｕｒｅａｒｅａｓ；ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｄｉｓｔａｎｃｅ■蒋Ｅ尊强一露