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接合界面の中間層効果による界面端特異場の消失・低減を用いた異材設計手法の開発

Research Project

Project/Area Number 17760081
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Materials/Mechanics of materials
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

井岡 誠司  大阪大学, 大学院工学研究科, 助手 (50283726)

Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Keywords異種接合材料 / 直交異方性材料 / 接合界面 / 自由縁応力特異性 / 中間層 / 境界要素法
Research Abstract

本研究では,中間層を介して接合された異種接合材料について,自由縁特異応力場に中間層の存在が及ぼす影響および中間層挿入による自由縁応力特異性の低減・消失の効果について検討を行う.今年度は解析対象として,直交異方性材料を接着剤で接合したモデルを想定し,中間層は界面端特異応力場へ与える影響,特に特異性の消失に着目して検討を行った.
(1)直接接合すると自由縁応力特異性が生じる直交異方性材料の組合せに対して,中間層としてはさむ材料を選択することにより,両方の接合界面端に生じる自由縁応力特異性を消失させることが可能であることが明らかとなった.特異性の指数の理論値による検討を行い,特異性を消失させる中間層の材料定数を探索し,境界要素法を用いた界面上の応力分布の数値解析によって特異性が消失することを確認した.また,境界要素解析結果から得られた特異性の指数は理論値によく一致した.
(2)中間層厚さが小さい場合,界面端から中間層厚さ程度離れると,界面上の応力分布は中間層をはさまない場合の応力分布とほぼ等しくなる.すなわち,中間層が応力分布に与える影響は界面端から中間層厚さ程度の範囲内に限られることがわかった.また,界面端近傍の応力分布は適当な基準化を施すことにより中間層厚さにかかわらず一つの曲線で表すことが可能であることが明らかとなった.
以上の結果から,直交異方性材料を用いた異種接合材料に対しても,中間層として適当な材料を選択し,接合界面にはさむことによって接合界面端に生じる自由縁応力特異性を消失させることが可能であることを明らかにした.この結果を用いることにより,中間層をはさむことで界面端特異応力場を消失・低減させ,接合強度を向上させることが可能であると考えられる.

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2007 2006 2005

All Journal Article (7 results)

  • [Journal Article] 直交異方性異種接合材への中間層挿入による自由縁応力特異性の消失に関する数値的検討2007

    • Author(s)
      中野 雄敬
    • Journal Title

      日本機械学会関西学生会 卒業研究発表講演会講演前刷集 (印刷中)

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    • Author(s)
      井岡誠司
    • Journal Title

      日本機械学会2006年度年次大会講演論文集 Vol.6 No. 06-1

      Pages: 177-178

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    • Author(s)
      Seiji Ioka
    • Journal Title

      2006 Asian Pacific Conference for Fracture and Strength

      Pages: 434-434

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    • Author(s)
      荒川貴裕
    • Journal Title

      日本機械学会関西支部 平成17年度関西学生会卒業研究発表講演会講演前刷集 印刷中

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      井岡 誠司
    • Journal Title

      第12回破壊力学シンポジウム講演論文集

      Pages: 52-56

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    • Author(s)
      井岡誠司
    • Journal Title

      M&M2005材料力学カンファレンス講演論文集 No.05-9

      Pages: 209-210

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      Seiji Ioka
    • Journal Title

      The Third Taiwan-Japan Workshop on Mechanical and Aerospace Engineering (CD-ROM)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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