光粘弾性実験法を用いた高分子帯板中のき裂進展挙動解析

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03650087
• Research Institution: AOYAMA GAKUIN UNIVERSITY
• Principal Investigator: 隆 雅久 青山学院大学, 理工学部, 教授 (60082799)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小川 和雄 青山学院大学, 理工学部, 助手 (60082864)
• Keywords: 光粘弾性 / 散乱光法 / 応力関数 / き裂 / 負荷履歴 / 応力拡大係数 / J積分 / 高分子材料

Research Abstract

線形粘弾性理論に立脚した静止き裂に関する研究成果を踏まえて、進展き裂周辺の応力・ひずみを光粘弾性法によって実験的に解析する.高分子粘弾性材料における破壊規準の確立に資することを目的として,前年度に引き続き以下の検討を行なった.
1)境界自身が時間変動する場合の光粘弾性解析法について理論的な検討を加える一方,特に散乱光法に注目した.き裂が帯板中を一定速度で伝播する場合の前段階として,応力凍結法により負荷を与えられたCT試験片を用いて,得られたき裂周辺の光粘弾性縞パターンを購入したCCDカメラ・イメージディジタイザーを現有のパーソナルコンピータに接続して取り込むと同時に光磁気ディスクに記録し,き裂先端近傍の散乱光粘弾性縞画像から応力拡大係数を計測する手法を開発した.
2)き裂が帯板中を一定速度で伝播する場合の前段階として,静止き裂に対して新しく開発した関数近似型応力解析法に立脚してき裂先端近傍の近似応力関数を再構成した.この手法によって,光弾性実験との整合性が良く,自己完結的に誤差評価ができる応力拡大係数の計測法を開発した.
3)き裂伝播挙動に対するき裂伝播開始前あるいは後の負荷履歴の影響について調査した.き裂進展速度が定常で無い場合についてもき裂進展挙動の予測ができるよう実験的な検討を行なった.すなわち,き裂進展途上で負荷速度を変化させる,二段階負荷速度試験を行なった.得られた結果を静止き裂からのき裂進展挙動と比較することにより,負荷履歴がき裂進展挙動に与える影響をき裂進展抵抗(J'値)並びに破壊面形態等の因子により評価した.
以上により,顕著な温度ー時間依存性を有する高分子粘弾性材料における時々刻々変化する境界条件下での問題,すなわち,進展き裂問題に対する光粘弾性応力・ひずみ解析の準備が成ったと考えられる.

Research Products

• [Publications] 饒 健: "散乱光法に関する2,3の試み" 日本光弾性学会講演論文集. 33-36 (1991)
• [Publications] Kazuo OGAWA: "Evaluation of crack growth resistance and fracture surface characteristics in several epoxy resins." Proc.of the 6th Int.Conf.Mechanical Behavior of Materials. Vol.4. 105-110 (1991)
• [Publications] 小川 和雄: "エポキシ樹脂のき裂進展抵抗に与える準微視的構造因子の影響" 日本機械学会材料力学講演会講演論文集. 40-42 (1991)
• [Publications] 小川 和雄: "エポキシ樹脂の破壊面形成に及ぼす負荷履歴の影響" 日本機械学会通常総会講演論文集. 455-457 (1992)
• [Publications] 加藤 昭博: "コンピュータ支援による光弾性散乱光法とその3次元き裂問題への適用" 日本光弾性学会講演論文集. 24-28 (1992)
• [Publications] 原 慎: "応力特異場近傍における光弾性実験データによる関数近似型応力解析法" 日本光弾性学会講演論文集. 71-75 (1992)
• [Publications] Akihiro KATOH: "Computer-Aided Scattered Light Photoelasticity and Its Application to Three-Dimensional Crack Problem." Proc.of the 7th Int.Congr.on Experimental Mechanics. 342-346 (1992)
• [Publications] Makoto HARA: "Functional Approximation Method for Analysis of Collapsed Photoelastic Image Data Around Stress Singularity." Proc.of the 7th Int.Congr.on Experimental Mechanics. 513-518 (1992)
• [Publications] Kazuo OGAWA: "Crack Growth Behavior and Fracture Surface Characteristics of Viscoelastic Epoxy Resin." Proc.of the 7th Int.Congr.on Experimental Mechanics. 1396-1401 (1992)
• [Publications] 加藤 昭博: "コンピュータ支援光弾性散乱光法による3次元応力解析への挑戦" 日本機械学会材料力学講演論文集. 35-36 (1992)
• [Publications] 原 慎: "光弾性データを用いた応力特異場周辺のGoursat関数再構成法" 日本機械学会材料力学講演論文集. 37-38 (1992)
• [Publications] 小川 和雄: "エポキシ樹脂のき裂進展挙動に与える負荷経路の影響" 日本機械学会材料力学講演論文集. 391-392 (1992)
• [Publications] 加藤 昭博: "コンピュータ支援光弾性散乱光法によるモードIおよびIII応力拡大係数の計測" 日本機械学会論文集(1993)3月号.
• [Publications] 原 慎: "関数近似型応力解析法のモードIき裂光弾性データへの適用" 日本機械学会論文集(1993)3月号.
• [Publications] 小川 和雄: "エポキシ樹脂のき裂進展抵抗に与える準微視的構造因子の影響" 日本機械学会講演論文集(1993)4月号.