1999 Fiscal Year Annual Research Report
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09450038
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| Research Institution | KYUSHU UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
永山 邦仁 九州大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20040446)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
波多野 祥子 九州大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70260718)
森 保仁 九州大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80243898)
高橋 厚史 九州大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10243924)
吉武 剛 九州大学, 大学院・総合理学研究科, 助教授 (40284541)
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| Keywords | 衝撃波 / 高分子 / 応力緩和 / ウゴニオ / 衝撃波吸収 / ポリエチレン / 結晶化度 |
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| Research Abstract |
本年度は、最終年度にあたるが、これまでの研究の継続ではあったが大きな発見があった。すなわち、ポリエチレン試料について、そのウゴニオ曲線に折れ曲がりがあること、その点は粒子速度にして150m/s程度の点であること、その折れ曲がり点近傍でウゴニオデータがややばらついていることがわかっていた。この結果は、衝撃波が定常ではないことから生じているのではないかと考え、そのことを確かめるために衝撃波面伝播速度の履歴を連続的に計測する方法を工夫した。まず、比較のためにPMMA試料について調べた結果、この物質は伝播速度が定常であることがわかった。これに対して、ポリエチレン試料では、比較的高速の衝突条件(500m/s)ではほぼ定常であるが、それより低速の衝突条件では衝撃波伝播速度は減衰していることがわかった。特に、ウゴニオの折れ曲がり点であるが150m/s付近での減衰が最も大きいことがわかった。すなわち、この圧力領域で特に応力緩和によるエネルギー吸収(変換)が生じていることが明らかになった。この減衰特性は、結晶度のことなるポリエチレン試料について異なる減衰を持つことを本研究ではじめて明らかにした。また、衝撃波伝播速度が伝播にともなって変化してゆくことは衝撃波ウゴニオを単純な保存方程式だけで表現し、物質固有の圧縮曲線とみなすことはできない例をはじめて発見したものと考えている。この現象は、大きな緩和構造を持つ高分子試料であるからこそ大きな効果を持つ。我々の研究は、高分子材料という多様な種類と、多様な応用範囲を持つ材料の衝撃特性が、他の材料とは質的に異なる力学特性をもつことを明らかにしつつあり、すべての結果が微視的に解明できるところまで到達できなかったが興味ある問題提起となったものと考えている。
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[Publications] Y.Mori,K.Hidaka,K,Magayama: "Simultaneous weasurement wethed of both shock state and stress profile in polymers in 1 Gpa stress region"Rev,Sci,Instrum.. (印刷中).
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[Publications] K,Nagayama,Y,Mori,K,Hifaka: "Shock compression experiments on several polymers in 1 Gpa stress region"J.Matterials,Y,Mori,K,Hidaka. 85. 20-24 (1999)
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[Publications] K,Nagayama,Y,Mori,: "Precise optical obserbation of 0.5 Gpa shock waves in condensed materials"Proc,23rd Int.Cong.High-Speed Photography Photonics. 3516. 234-240 (1999)
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[Publications] Y,Moni,K,Nagayama: "Shock Hugoniot Curves for sebaral polyneric materials in 0.5 Gpa shock stress"Porc,23rd Int,Cong High-Speed Photography and Photonics. 3516. 241-245 (1999)
