1997 Fiscal Year Annual Research Report
高速進展き裂の分岐の瞬間におけるき裂先端応力場の測定
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09650097
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
鈴木 新一 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (60135415)
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| Keywords | 破壊力学 / 脆性破壊 / き裂進展 / 実験応力解析 / 衝撃強度 / 破壊靭性 / 光計測 |
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| Research Abstract |
1.Poly(methyl methacrylate)(PMMA)平板中を600m/sec以上の高速で進展しているき裂が2つに分岐する瞬間を、顕微鏡撮影することに成功した。撮影には高速度ホログラフィ顕微鏡法を用いた。撮影コマ数は3コマ,コマ間隔は5μsec,解像力は180本/mm以上である。記録用光学系は多度多重記録型レンズアシスティッドホログラフィの光学系である。再生増の分離には空間フィルタを用いた。分岐の直前3μsec,分岐後1.6μsecにおけるき裂先端が撮影された。
2.高速ホログラフィ顕微鏡法に干渉法を併用することにより,分岐の瞬間のき裂先端応力場を測定した。その結果,分岐の直前には,応力場は,特異平面応力場からずれていることが判明した。
主き裂が分岐する直前には,分岐方向に,分岐の前兆と考えられる現象が観察された。この前兆現象は,き裂先端周辺に発生する微小き裂か,主き裂前縁の3次元構造によるものと考えられる。したがって高速進展き裂の分岐の力学的機構の解明には,以下の2点の研究が重要であることが実験的に示された。
(1)主き裂先端周辺に現れる微小き裂が主き裂の進展の安定性に及ぼす影響を明らかにする。この問題の解明では,理論的研究が特に重要となるであろう。
(2)き裂前縁の微小な3次元構造が,き裂進展の安定性に及ぼす影響を明らかにする。この問題の解明には,き裂前縁の3次元構造が本当にき裂分岐に重要な役割を果たしているか否かを実証する実験的研究が重要である。
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[Publications] 鈴木新一: "高速度ホログラフィ顕微鏡法の開発と破壊力学への適用" 第1回実験力学先端技術研究会. (1997)
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[Publications] 鈴木, 稲山, 新井: "高速度進展き裂の分岐の瞬間における応力場計測" 日本機械学会第75期通常総会講演会 講演論文集. (発表予定). (1998)
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[Publications] S.Suzuki, A.Inayama, N.Arai: "Reflection type high-speed holographic microscopy to photograph crack bifurcation" 11th Int.Conf.Experimental Mechanics. (発表予定). (1998)
