2016 Fiscal Year Annual Research Report
Research on Impact Road of Dropped Ceilings to A Dummy Head
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15H06142
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中楚 洋介 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (70756361)
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2015-08-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 天井 / 非構造材 / 安全性評価 / 衝撃解析 / SHPB法 / ひずみ速度 / 落下実験 / 人頭模型 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度は，衝撃解析の汎用ソフトLS-DYNAを用いて，天井材の危険度を判断するために行ってきた天井材落下実験を模擬した数値解析を行った．本解析で扱った天井板は，不燃材として広く普及している石膏ボード及びケイ酸カルシウム板である．しかし，これらの材料はヤング率等の物性値のデータはほとんど公表されておらず，特に衝撃を考慮してひずみ速度効果まで調べた研究はほとんどない．そのため，解析では天井板を完全弾性体として扱っており材料非線形性や破壊までは検討できなかった．そこで，平成28年度は，石膏ボードとケイ酸カルシウム板を対象に，静的・準静的圧縮試験及びスプリット・ホプキンソン棒法（SHPB法）による衝撃圧縮試験を行い，破壊強度のひずみ速度依存性について調べた．
電気機械式の万能試験機を用いた静的・準静的載荷試験では，載荷速度及び試験片長さを変えることで試験片に8.3×10^-5～1.0×10^-1のひずみ速度を与え，スプリット・ホプキンソン棒法による衝撃試験では，約4.0×10^2のひずみ速度を与えた．結果としては，どちらの材質もひずみ速度が上がるにつれて破壊強度が増す傾向が確認できた．破壊強度は，与えたひずみ速度の範囲内の比較で最大約5倍の上昇がみられており，天井材落下実験を模擬した数値解析では天井材のひずみ速度効果を考慮しなければならないことが明らかとなった．
さらに，最大主応力を基準とした要素消去による破壊を考慮した解析をLS-DYNAにより行った．しかし，得られた衝撃荷重（人頭模型のモデル底面に発生した反力）の履歴には大きな振動が重畳しており，減衰を与える等をして今後これを取り除き，より精確に衝撃荷重を求める必要がある．
また，平成28年熊本地震により天井落下被害を受けた施設や非地震時における天井等の落下被害の調査を行い，落下物による人体傷害のデータを蓄積した．
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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