1997 Fiscal Year Annual Research Report

埋め込みレーザースペックル法による物体内部の変位場の測定

Research Project

Project/Area Number	08650056
Research Institution	Science University of Tokyo
Principal Investigator	町田賢司東京理科大学, 理工学部, 講師 (50089380)
Keywords	スペックル写真法 / ヤングスフリンジ / 二次元フーリエ変換 / 内部変位 / 画像処理 / 混合モード / 応力拡大係数 / 界面き裂
Research Abstract	二次元フーリエ変換と境界指定のNewton-Raphson法の繰り返し計算に基づく画像処理システムが、二重露光したスペックルグラムから生成したヤングスフリンジの解析のために開発された。本画像処理システムは他の回折ヘロは必要とせず、単一のヤングスフリンジ画像のみから縞の間隔と方位が求められる。本画像処理システムにより高精度で高速のヤングスフリンジ解析が可能となった。10〜40ミクロンのガラスビーズを含んだ接着剤で、異なる厚さのPlexiglasの板を接着し試験片を制作する。接着面にはガラスビーズが埋め込まれており、それがスペックルとなる。板の厚さを変えることにより任意の断面の変位場が測定できる。この実験方法により弾性体試験片内部の変位場の測定が可能となった。まず、この方法をPlexiglas均質材の混合モード変位場の測定に応用した。表面から板厚中央部までの4面の観察に、二枚の異なる厚さの板を接着し4種類の試験片を制作した。き裂縁に沿った変位を測定し、変位外挿法により応力拡大係数を算出した。同時に三次元有限要素法解析を行い、仮想き裂進展法、き裂閉口積分法、変位外挿法より求めた応力拡大係数の精度評価を行った。応力拡大係数は表面より3mm深さから板厚中央までほぼ一定であり、表面から3mm深さの変位場を測ればそれより内部の測定は必要でないことがわかった。二次元平面ひずみ解析の応力拡大係数は板厚中央部のそれと大きく異なっており、二次元解析から三次元試験片の応力拡大係数は求められない。さらに、異種材界面き裂問題に本方法を適用した。鋼とエポキシ樹脂の界面にき裂が存在する場合の混合モード負荷下の応力拡大係数を測定した。試験片表面での応力拡大係数は有限要素法のそれと良く一致した。このように、スペックル法による変位場の非接触高精度の測定が可能となり、今後更に応用面が広がるものと考えられる。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] Kenji Machida: "Measurement of Stress Intensity Factors of a Mixed-mode Interface Crack by a Speckle Photography" Tech.Digest of 1996 Int.Workshop on Interferometry. 93-94 (1996)
[Publications] Kenji Machida: "Stress Singularity Field of a Mixed-mode Three-dimensional Crack by an Embedded Speckle Photography" 1996 VIII International on Congress on Experimental Mechanics,SEM. 62-68 (1996)
[Publications] 町田賢司: "混合モード三次元き裂先端特異場の研究(第2報スペックル法による応力拡大係数の測定)" 日本機械学会論文集. 63A・606. 308-313 (1996)
[Publications] Kenji Machida: "Measurement of Stress Intensity Factors of a Mixed-Mode Interface Crack by a Speckle Photography" OPTICAL REVIEW. 4・2. 253-260 (1997)
[Publications] Kenji Machida: "Stress Intensity Factors of a Mixed-Mode Interface Crack by Speckle Phptography and Finite Element Analysis" Int.Conf.Adv.Tech.Exp.Mech.,JSME-MMD. 249-254 (1997)
[Publications] 町田賢司: "スペックル法と有限要素法による混合モード界面き裂の応力拡大係数" 日本機械学会論文集. 64A・618. 284-289 (1998)

1997 Fiscal Year Annual Research Report

埋め込みレーザースペックル法による物体内部の変位場の測定

Principal Investigator

町田 賢司 東京理科大学, 理工学部, 講師 (50089380)

Research Products

[Publications] Kenji Machida: "Measurement of Stress Intensity Factors of a Mixed-mode Interface Crack by a Speckle Photography" Tech.Digest of 1996 Int.Workshop on Interferometry. 93-94 (1996)

[Publications] Kenji Machida: "Stress Singularity Field of a Mixed-mode Three-dimensional Crack by an Embedded Speckle Photography" 1996 VIII International on Congress on Experimental Mechanics,SEM. 62-68 (1996)

[Publications] 町田賢司: "混合モード三次元き裂先端特異場の研究(第2報スペックル法による応力拡大係数の測定)" 日本機械学会論文集. 63A・606. 308-313 (1996)

[Publications] Kenji Machida: "Measurement of Stress Intensity Factors of a Mixed-Mode Interface Crack by a Speckle Photography" OPTICAL REVIEW. 4・2. 253-260 (1997)

[Publications] Kenji Machida: "Stress Intensity Factors of a Mixed-Mode Interface Crack by Speckle Phptography and Finite Element Analysis" Int.Conf.Adv.Tech.Exp.Mech.,JSME-MMD. 249-254 (1997)

[Publications] 町田賢司: "スペックル法と有限要素法による混合モード界面き裂の応力拡大係数" 日本機械学会論文集. 64A・618. 284-289 (1998)

町田賢司東京理科大学, 理工学部, 講師 (50089380)