1997 Fiscal Year Annual Research Report
ひずみゲージを用いた磁気弾性応力拡大係数の解析方法
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09750091
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
堀口 勝三 東北大学, 大学院工学研究科, 助手 (30219224)
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| Keywords | 破壊力学 / 強磁場材料試験 / 磁気弾性相互干渉 / 強磁性材料 / 曲げ / 応力拡大係数 / 強磁場利用機器 / 磁気閉じ込め方式核融合炉 |
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| Research Abstract |
本研究は、強磁場利用機器の設計・安全性評価に資することを目的に、構造材料の破壊強度を示すパラメ-夕として有効な応力拡大係数に注目し、ひずみゲージを用いた磁気弾性応力拡大係数の解析方法を提案する他、応力拡大係数に及ぼす磁場の影響解明に関する実験的研究を行ったものである。得られた成果を要約すると以下の通りである。
1.磁場内における非磁性平板の曲げ試験を行い、超音波・レーザー変位計およびひずみゲージを用いた変位・ひずみ計測結果に及ぼす磁場の影響を明らかにした。特に、ひずみ計測に及ぼす磁場の影響に関しては、ひずみゲージ、コーティング剤およびリ-ド線の種類を変えて検討を行い、磁場内における最適ひずみ計測方法を詳細に検討した。また、磁場内における軟磁性平板の曲げ試験を行い、変位およびひずみを計測し、変形挙動に及ぼす磁場の影響を解明した。
2.貫通き裂を有する軟磁性平板の磁気弾性解析を行い、有効な試験結果を得るための試験片形状を決定した。
3.平板表面に垂直な一様磁場内における貫通き裂(片側・両側縁き裂、中央き裂)を有する両端固定のフェライト系ステンレス鋼SUS430平板が試験片中央部に線状荷重を受ける場合について曲げ試験を行い、試験片中央部の変位およびき裂先端近傍のひずみ分布を計測した。ひずみ計測に関しては、ひずみゲージの枚数および設置位置を変化させて試験を行い、最適なひずみゲージ設置条件について検討した。
4.計測したひずみ分布より、外挿法を用いて曲げモーメント拡大係数を算出し、磁場の影響を明らかにした。曲げモーメント拡大係数は磁場の増大に伴い増大し、き裂長さと試験片板厚の比が大きい程磁気弾性相互干渉は顕著になる。
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[Publications] 堀口勝三: "磁場内におけるき裂を有する強磁性平板のひずみゲージ法による曲げモーメント拡大係数評価" 日本金属学会講演概要. 121. 442 (1997)
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[Publications] 進藤俊哉: "磁場内における貫通き裂を有する軟磁性平板のたわみ波散乱" 日本機械学会第74期通常総会講演論文集. 97-1(II). 203 (1997)
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[Publications] Y. Shindo: "Scattering of Flexural Waves by a Through Crack in a Soft Ferromagnetic Plate in a Uniform Magnetic Field" Japan NCTAN, 1998. preprint. 137 (1998)
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[Publications] 堀口勝三: "磁場内におけるフェライト系ステンレス鋼平板の曲げ試験と磁気弾性解析" 日本磯械学会論文集、A編. (印刷中).
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[Publications] Y. Shindo: "Magneto-Elastic Analysis of a Soft Ferromagnetic Plate with a Through Crack Under Bending" International Journal of Engineering Science. (in press).
