2005 Fiscal Year Annual Research Report
相変態を伴う熱応力焦点化現象の解明と耐熱衝撃材料の開発
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14550071
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
畑 俊明 静岡大学, 教育学部, 教授 (40005351)
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| Keywords | 熱衝撃 / 焦点化現象 / 相変態 / 耐熱衝撃材 / 熱応力波 |
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| Research Abstract |
1.相変態を伴う粒子分散系複合材料の熱応力焦点化現象の解明
マイクロメカニックス解析により相変態をする一個の球状粒子を含む弾性複合材料が衝撃的に加熱された場合、球状粒子内に熱応力焦点化現象が生じ、これを軽減する形でeigenひずみによる応力焦点化現象が生ずる。この現象を波線法を用いて厳密に解析した。そして、相変態ひずみでの球状粒子を含む弾性複合材料が相変態が生じた場合、球状粒子内の相変態応力焦点化現象による相変態応力波の波動現象による応力焦点化現象を解明し、母材内の周期的な波動現象の干渉効果を厳密に解析した。そして、この研究成果を2005年度日本機械学会年次大会で講演し、好評を博した。
2.レーザ加熱による熱応力焦点か解析
球が急激に加熱されると焦点化現象を生ずる。これが球状介在物中で生ずると材料破壊の原因になる。そこで、実験で熱応力焦点化現象を証明することを試みた。そのために実験に即した解析の必要性から、レーザー加熱に用熱応力の焦点か解析を行い、ウイーンで開催された熱応力国際会議で講演した。
3.YAGレーザーを用いた球状粒子の実験的検証
透明なガラス製微小棒を作成それに黒色塗料を塗布する。次に、YAGレーザーにより、棒状試験片に熱衝撃を加える。この熱衝撃による波動現象は、棒状内を伝播しその波動現象を解析する。さらにこれを応用して、球状ガラス試験片を作成し、その表面を黒色塗装し、それにレーザーで熱衝撃を加える。熱ひずみは、球状粒子の中心部まで達する穴に立てられた導波管先端の超小型AEセンサーにより計測され、コンピューターにより解析される。
この中心部の熱応力の焦点化現象と照射されるエネルギーの強さと、中心で発生する熱応力焦点化現象の関係を精密に計測し、計測された球状粒子内の熱応力の焦点化現象により中心部に生ずるひずみエネルギー密度が解析できる。研究成果を日本機械学会M&M講演会で発表した。
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