1993 Fiscal Year Annual Research Report
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04454087
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
太田 正光 東京大学, 農学部, 助教授 (20126006)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三城 昭義 新潟大学, 農学部, 助教授 (90012004)
吉原 浩 東京大学, 農学部, 助手 (30210751)
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| Keywords | 木材切削 / 高速切削 / 高速度ビデオ / 破壊形態 / みかけの剛性 / 衝撃破壊 / き裂 |
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| Research Abstract |
前年度の研究で、切削面の形態の切削速度による変化を走査電子顕微鏡を用いて観察した結果、衝撃的に切削した方が、静的に切削するよりも滑らかな切り口を形成することが分かった。また、カンチレバー型の試験体の切削過程を高速度ビデオにより撮影、観察した結果、破壊ならびに切削の形態は、切削速度が低い場合には繊維方向へのき裂が進展するが、高くなるとカンチレバー部分がきれいに切断される形態へと変化することがわかった。
本年度は、上記の破壊形態の違いが、切削速度の増加に応じた被削体のみかけの剛性の増加によるものであると仮定して、試験体の形状でみかけの剛性を変化させたさまざまなモデル実験を行ない、切削速度を変化させた実験と比較した。実験の結果、試験体の剛性に応じて、逃げ型から折れ型へ、折れ型から切削型へと順次、破壊および切削形態が変化することが分かった。これによって、仮定の正しいことが実験的にほぼ正しいことが確認されたので、実際に数値シミュレーションによってこの切断過程が再現できるかどうかを中心に研究を行った。バネと質点の線形一次元モデルによるシミュレーションで、定性的な現象が説明できるところまでいった。このことによって木材の高速切削の解明には、衝撃的な力が作用した際の、破壊現象を考慮に入れる必要があることが明らかになった。
今後さらに発展させるためには個別要素法などのより高度なシミュレーションが必要となるのことが明らかになったので、そのための準備を始めた。
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