異種材料よりなるサンドイッチ板の耐衝撃性に関する研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04650410
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 小林 治俊 大阪市立大学, 工学部, 助教授 (40047395)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鬼頭 宏明 大阪市立大学, 工学部, 助手 (40177879) ; 園田 恵一郎 大阪市立大学, 工学部, 教授 (70047108)
• Keywords: サンドイッチ構造 / 多層板 / 衝撃応答 / 動弾性論 / 応力波伝播 / 動的付着応力 / 固有関数展開法

Research Abstract

1.サンドイッチ梁の衝撃応答解析を一般の多層梁構造に対するものとして、2次元動弾性論に基づく固有関数展開法により定式化を行った。数値計算では、(a)上下層が鋼、中間層がコンクリート、(b)上下層がコンクリート、中間層が鋼、である場合を取り扱い、衝撃を受けた後の初期の応力波伝播を主として検討した結果、剛性の高い材料から剛性の低い材料への応答では接合面において応力の低減がなされ、逆の場合は応力の増加が生じることが明らかになった。これは、異種材料からなるサンドイッチ梁、また、さらに多層とする場合の材料配置に格別の配慮が必要であることを示している。
2.軸対称多層円版の衝撃応答解析法を、サンドイッチ梁の場合と同様に、3次元動弾性論に基づく固有関数展開法により定式化を行い、数値計算においては、これまたサンドイッチ梁の場合と同様な材料層間の配置構成のもとに行った。この場合も剛性の高い材料から剛性の低い材料への応答では接合面において応力の低減がなされ逆の場合は応力の増加が生じることが明らかになった。さらに、鋼・アクリル合成円版に対しての結果は、中間層の剛性が低いほど応力の低減がなされることを示した。
3.軸対称サンドイッチ円筒の衝撃応答解析法を、上記2つの研究同様に動弾性論に基づく固有関数展開法により定式化を行い、数値計算においても、上記と同様の結果を得た。
4.以上の固有関数解析の妥当性と数値結果の正確さを検証する目的で、応力波の伝播特性に及ぼす境界の影響に就いて円版と矩形版を対象として行い、これまで、事実として知られていた「応力波の伝播特性は、境界の影響が及ぼさない範囲では物体の形状に依存しない」ことを数値的に明らかにした。

Research Products

• [Publications] 小林 治俊: "Three dimensinal impact response analysis of axisymmetric circular sandwich plates" Proceedings of Third Pan American Congress of Applied Mechanics. 173-176 (1993)
• [Publications] 小林 治俊: "平板の初期応力状態と応力波伝播特性に及ぼす境界の影響について" 土木学会 構造工学論文集. 39A. 1479-1484 (1993)
• [Publications] 小林 治俊: "軸対称多層円筒の弾性衝撃応答解析" 土木学会 構造工学論文集. 39A. 1485-1492 (1993)
• [Publications] 小林 治俊: "固有関数展開法による多層はりの弾性衝撃応答解析" 材料学会 第4回材料の衝撃問題シンポジウム論文集. (1993)
• [Publications] 小林 治俊: "軸対称多層円版の弾性衝撃応答解析" 土木学会 第2回落石等による衝撃問題に関するシンポジウム講演論文集. (1993)