1998 Fiscal Year Annual Research Report
ハイブリッド応力・ひずみ解析のためのテンソル場CT法の開発
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10450051
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Aoyama Gakuin University |
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Principal Investigator |
隆 雅久 青山学院大学, 理工学部, 教授 (60082799)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
馬渡 鎮夫 青山学院大学, 理工学部, 教授 (70082857)
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| Keywords | ellipsometry / Jone's calculus / tensor field computer tomography / elliptically polarized light / scattered photoelasticity / white light photoelasticity |
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| Research Abstract |
本研究の目的は,従来の三次元光弾性応力解析法(透過光法,散乱光法など)において応力・ひずみの非対称面上で入射光の光路に沿って複屈折位相差を生ずるのみならず,偏光主軸の回転を伴なうという解析上の本質的な困難を克服することにある.以下に本年度の実績を簡略に述べる.
1) テンソル場CT法の基礎理論構築と予備実験---偏光解析法(Ellisometry)に立脚し,複屈折位相差と偏光主軸方向のみならず,偏光の楕円率変化をも合わせて計測可能な新しいテンソル場CT法の基礎理論構築を行った.加えて,本補助金によって購入された冷却CCDカメラをおよび負荷装置を組み込んで精細な偏光解析装置を構築し,予備試験を兼ねて二次元応力場の評価を行い,本手法の今後の発展性に明るい見通しをもつことができた.
2) 散乱光弾性法の改善---従来の散乱光弾性法の適用はもっぱら応力・ひずみの対照面上に限定されてきた.本研究では,偏光解析におけるJones計算に立脚して,入射偏光角と観察方向角の6種類の組み合せを用いて非対称面上の二次主応力差とその方向を決定する新しい実験手法を見出した.また,これら多数の画像データから的確に主応力差・方向をコンピュータ画像処理できる算法を構築し,これを対向圧縮を受ける球および円筒試験片の場合に適用して,好結果を得た.
3) 白色楕円偏光光弾性法---直線偏光あるいは円偏光を用いる従来の光弾性法では,たとえ二次元解析においても,主応力差および主応力方向を決定するに際して少なくとも2種類の実験データを必要とし,これらを同時に採取しかつ分離することが困難であった.特に時間変動を伴なう状況下での応力・ひずみの解析には,単一露光によるデータ採取と後の分離が要求される.本手法では,白色光源とカラーCCDカメラの組合せによって白色楕円偏光光弾性法を開発し,その有効性を種々検討した.
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[Publications] Berezhna,S.Yu.et al: "Matrix Imaging Polarimeter as an Instrument for Stress Field Optical Tomography" Proc.3rd Int.Workshop on Advances in Experimental Mechanics. 117-124 (1998)
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[Publications] Berezhna,S.Yu.,Berezhnyi,I.V.and Takashi,M.: "Optical Tomographical Technique as a Part of a Hybrid Method for Elastic Analysis" Experimental Machanics,A.A.Balkema. 489-494 (1998)
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[Publications] Takashi,M.and Mawatari,S.: "Hybrid Stress Analysis by Construction of Approximate Analytical Solution" IUTAM Symp.On Advanced Optical Methods in Solid Mechanics. Tu-GL3 (1998)
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[Publications] Oi,T.and Takashi,M.: "An Approach to General 3-D Stress Analysis by Multidirectional Scattered Light Technique" IUTAM Symp.On Advanced Optical Methods in Solid Mechanics. Tu-GL3 (1998)
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[Publications] Yoneyama,S.and Takashi,M.: "Photoelastic Analysis with a Single Tricolor Image" Optics and Lasers in Engineering. Vol.29,No.6. 423-435 (1998)
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[Publications] Yoneyama,S.and Takashi,M.: "A New Method for Photoelastic Fringe Analysis from a Single Image Using Elliptically Polarized White Light" Optics and Lasers in Engineering. Vol.30,No.5. 489-494 (1998)
