2004 Fiscal Year Annual Research Report
き裂の伝播挙動を支配する法則の解明(正弦波状き裂、らせん状き裂を例として)
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14350051
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
藤本 浩司 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40182993)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塩谷 義 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30013733)
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| Keywords | き裂 / 破壊 / き裂伝播 / ガラス / 正弦波状き裂 / らせん状き裂 / 脆性破壊 / 弾性 |
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| Research Abstract |
本研究では、破壊現象を材料の切断・割断加工に応用するために、き裂の伝播径路を自由にコントロールできるよう、「き裂の伝播挙動を支配する法則」を解明することを最終目的としている。今回はこの研究の一環として、古くから知られた、(1)一様に熱したガラス平板を冷水中に徐々に沈下させる際に生ずる規則正しい正弦波状き裂、(2)ガス輸送管が破壊する際にしばしば生ずる正弦波状き裂、さらに、(3)一様に熱したガラス円管を冷水中にその軸方向に徐々に沈下させる際に生ずるらせん状き裂に着目し、その伝播挙動のメカニズムを考究することを目的とする。今年度は(1)に関して平成14年度に購入したハイスピードカメラシステムを用い、生ずる正弦波状き裂の伝播速度を測定したところ、正弦波状き裂の節(き裂が水面にほぼ平行に伝播している部分)付近では伝播速度が比較的大きく、その後き裂の進展が一旦停まった後に、腹(き裂が水面にほぼ垂直に伝播している部分)付近では沈下速度とほぼ同じ速度で進むことが判明した。次に、(2)に関しても同様に、平成14年度に完成させた水圧破壊装置とハイスピードカメラシステムを用いてガラス円管に生ずる正弦波状き裂の伝播速度の測定を行ったところ、(1)の場合とは逆に、節付近では伝播速度が小さく、腹付近で速くなっていること、き裂のうねりは水圧の変動とは同期していないこと等が判明した。また、破面を微視的に観察することにより、円管の内面において、伝播速度が一時的に零になっているような点がき裂の節付近に存在することが観察された。さらに、連続分布転位法による詳細な弾性解析の結果、正弦波状き裂の発生要因として、き裂の干渉効果や多軸応力効果が重要であることが示唆された。
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Research Products
(6 results)
