1995 Fiscal Year Annual Research Report
熱応力の焦点化現象の解明と応力焦点化強度係数の導入
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07650096
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Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
畑 俊明 静岡大学, 教育学部, 教授 (40005351)
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| Keywords | 熱応力 / 熱衝撃 / 弾性波 / 波絆法 / 応力焦点化 |
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| Research Abstract |
球体が急激に加熱されると熱応力の焦点化現象が生ずる。この様な、球の焦点化の際、球の中心での応力の特異性はO(1/r^3)である。そこで、この焦点化時の応力をσ_1=Fp/r^3と表示すると、このFpが応力焦点化強度係数であり、応力の焦点化時の焦点化強度を表す。本研究では、この応力焦点化強度係数を、詳細に実験を含めて検討する。
1.熱応力の焦点化現象の円柱及び球における解析方法の確立
(a)球の表面が一様に、急激に加熱される事により生ずる熱応力波の焦点化現象を、波線法を用いて解析した。更に、同様な手法で、熱介在物を有する球体の場合についても解析した。そして、これらの場合の焦点化による中心部での特異性の強さを解析し、これより応力焦点化強度係数を決定する方法を確立した。その成果を,Journal of Thermal Stresses誌、第一回熱応力国際会議論文集に発表した。
(b)異方性円柱全体が一様に加熱される事により生ずる熱応力波の焦点化現象を、波線級数法を用いて厳密に解析した。そして、円柱の中心部での特異性の強さより応力焦点化強度係数を解析する方法を確立した。その成果を、日本機会学会論文集に掲載した。
2.実験的な方法による応力焦点化現象の検証
透明な球形セラミックスの中心部に導波管を立て、これに超小型AEセンサーを固定し、赤外線ランプにより急激な熱衝撃を加える。この際、中心部で発生する信号波形を検出し、中心部に生ずる熱応力波の焦点化現象を解明する方法を確立した。その成果を、日本機会学会分科会活動報告特別講演会講演文集に発表した。
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[Publications] T.HATA: "Thermal Stress-Focusing Effect in a Solid Sphere Subjected to Instantaneous Heating" J. Thermal Stresses、. 18. 437-448 (1995)
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[Publications] 畑俊明、: "直交異方性円柱に生ずる熱応力波の焦点化現象の解析" 日本機械学会論文集. A編第61巻. 1404-1409 (1995)
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[Publications] T.HATA,: "The Determination of Stress Focusing Intensity Factor Due to A Spherical Thermal Inclusion in a Sphere" Proceedings of the First International Symposium on Thermal Stresses and Related Topics、. 1. 155-158 (1995)
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[Publications] 畑俊明、: "応力波の焦点化とその応用" 日本機会学会 分科会活動報告特別講演会講演論文集. 95-83. 47-50 (1995)
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[Publications] 畑俊明: "球に生ずるの熱応力焦点化現象の実験的検証" 第254回日本機械学会関西支部講演会講演論文集,. 1. 138-141 (1995)
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[Publications] 畑俊明: "衝撃負荷を受ける円柱の応力焦点化強度係数の解析" 日本機械学会東海支部講演会講演論文集. 953-2. 59-60 (1995)
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[Publications] 谷川、畑、野田、中西: "日新出版" 計算力学. 1995. (218)
