1990 Fiscal Year Annual Research Report
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01550068
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| Research Institution | Yokohama National University Faculty of Engineering |
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Principal Investigator |
安藤 柱 横浜国立大学, 工学部, 助教授 (40017992)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
酒井 譲 横浜国立大学, 工学部, 助手 (90114975)
小倉 信和 横浜国立大学, 工学部, 教授 (10017949)
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| Keywords | セラミックス / 破壊評価線図 / 確率 / 非線形破壊力学 / プロセスゾ-ン / 微小欠陥 / 破壊じん性 / 結晶粒径 |
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| Research Abstract |
セラミックスの破壊挙動を室温〜1200℃の温度範囲で詳細に観察した。又この結果に基づいて,セラミックスのプロセスゾ-ン寸法破壊基準を提案した。その結果,セラミックスの破壊特性に関する次の事項を定量的に解明することができた。
(1)同一材料を用いて,平滑材の破壊応力δ_FとK_<IC>の統計的性質を調査した。その結果,δ_FもK_<IC>も共に2母数ワイブル分布に従うものの,形状母数αはδ_Fの方がK_<IC>のそれより相当大きい事が判明した。
(2)室温〜1200℃の範囲での室化けい素の強度特性は,温度の上昇につれてδ_Fが若干低下し,その逆にK_<IC>が若干上昇する事が判明した。
(3)微小欠陥を有するセラミックスの強度特性は線形破壊力学では評価不能であり,いわゆる微小き裂特性を示した。この様な破壊応力の欠陥寸法依存性は,試験温度範囲によらず,筆者らが提案したプロセスゾ-ン寸法破壊基準で合理的に説明できることが判明した。さらに5種類のセラミックスに関する既住のデ-タを収集解析したところ,いずれの強度特性も上記プロセスゾ-ン寸法破壊基準で合理的に説明できることが判明した。
(4)プロセスゾ-ン寸法破壊基準を切欠材に適用する方法を開発した。その結果,3種類のセラミックスの破壊じん性値の切欠先端半径依存性を定量的に説明することができた。
(5)プロセスゾ-ン寸法破壊基準に基づいて,確率を考慮した破壊評価線図を提案した。これにより,セラミックスの信頼性を線形破壊力学を用いて簡便かつ保守的に評価できることが判明した。
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[Publications] 安藤 柱他2名: "セラミックスの破壊評価線図に関する研究" 日本機械学会論文集. 55. 2138-2143 (1989)
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[Publications] Kotoji ANDO他2名: "Fracture and defect assessment of ceramic composites." Fatigue and Fracture of Engineering Materials and Structures. 13. 431-442 (1990)
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[Publications] 安藤 柱他3名: "窒化けい素(Si_3N_4)のじん性評価に関する研究" 圧力技術. 28. 218-228 (1990)
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[Publications] 安藤 柱他2名: "セラミックスのプロセスゾ-ン寸法破壊基準について。" 日本機械学会論文集. 56. 2353-2358 (1990)
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[Publications] Kotoji ANDO他3名: "Process zone size failure criterion and plobabilistic tracture assessment curve for ceramics." Fatigue and Fracture of Engineering Materials and Structures.印刷中. (1991)
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[Publications] 安藤 柱他2名: "微小欠陥を有するアルミナの強度と信頼性評価に関する研究" 日本機械学会論文集.
