1998 Fiscal Year Annual Research Report
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08045031
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| Research Institution | TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY |
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Principal Investigator |
宇治橋 貞幸 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (80016675)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ナッシュ デビッド ストラスクライド大学, 機械工学科, 講師
バンクス ウィリアム ストラスクライド大学, 機械工学科, 教授
ローズ ジェイムズ ストラスクライド大学, 機械工学科, 教授
スペンス ジョン ストラスクライド大学, 機械工学科, 教授
伊能 教夫 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助教授 (70126308)
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| Keywords | 薄肉断面部材 / 衝撃圧潰 / エネルギー吸収 / 落錘試験 / 複合材料 / 計測システム / 温度依存性 |
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| Research Abstract |
薄肉断面部材の衝撃圧潰によるエネルギー吸収能を見積もる場合には、実験をすることなく予測する技術を確立するかまたは小型モデルの試験片を用いた実験結果から実物大のモデルに対する結果を予測する方法を確立するかが重要な課題である。本年度は、繊維強化プラスチック(FRP)製円筒の試験片について両者の予測手法確立に重点を置いて研究を行った。前者については、有限要素法(FEM)を用いたコンピュータ・シミュレーションにより予測することを試みたが、金属系試験片を除いて、その技術の確立は極めて困難であった。後者については、横断面が相似形で大きさの異なる数種類の試験片を製作し、衝撃圧潰実験を行い、エネルギー吸収能の相似形状依存性を調ベた。同時にバッキンガムの定理に基づき、エネルギー吸収能に関与すると思われるパラメータ群を考慮した次元解析を行い、実験結果を表現しうる相似則について検討を行った。FRPでは、繊維の種類・強度や配向角度・積層パターンあるいは圧潰パラメータなどエネルギー吸収に関わると考えられるパラメータ数が多く、一般的な相似側を見出すことは非常に困難であった。
しかし、試験片仕様をある程度限定することにより、円筒断面形状を表すパラメータと圧潰によるエネルギー吸収量には、一定の相関のあることを見出した。すなわち、円筒の単位厚さ当たりのエネルギー吸収量は、円筒断面の直径とほぼ線形な関係にあることが、明らかになった。そして、この関係を保つためには、圧潰モードが変わらないように破壊を制御することが必要であることも明らかになった。
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[Publications] Sadayuki Ujihashi,Takashi Yamanaka,Hiroyuki Kuroda,Norio Inou: "Energy-Absorption Abilities of CFRP Cylinders During Impact Crushing" Thin-Walled Structures. Vol.28,No.3/4. 297-307 (1997)
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[Publications] 宇治橋貞幸・田中克典・松本浩之・足立忠晴: "落錘試験による繊維強化プラスチックの衝撃強度評価法" 日本機械学会論文集(A編). 63巻616号. 2560-2567 (1997)
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[Publications] Sadayuki Ujihashi,Hang F.Wong,James Rhodes,Jan Zaras: "Effects of Spot-Weld Spacing on the Axial Crushing of Closed-Hat Section Members" Proceedings of Second International Conference on Thin-Walled Structures. (1998)
