2022 Fiscal Year Annual Research Report
Higher precision measurement on mechanical properties of materials based on the Taylor impact test for reductions in damage from hyper velocity impacts
| Project/Area Number |
20H02353
|
|---|
| Research Institution | Hiroshima University |
|---|
Principal Investigator |
岩本 剛 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (40274112)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 超高速衝突 / 損傷回避 / 材料力学特性 / テイラー衝撃試験法 / 高精度測定 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
これまで，ホプキンソン棒(HPB)による衝撃外力測定と高速度カメラの併用により，ただ一度の試験で，超高速域における材料の応力－ひずみ(SS)関係が得られる可能性を示してきた．これを受け本課題では，超高ひずみ速度域での材料力学特性の実測法であるテイラー衝撃試験(TI)法を拡張し，一回の測定でSS曲線，ひずみ速度，温度曲線の情報を高精度に得られる測定系の開発を目的とする．各要素技術の開発し，それらを総合した測定系についての実証と有用性の検証を行った．
前年度に引き続いて，以下の項目を実施した．
①検力装置の製作と計測装置の構築，②既開発のテイラー式衝撃試験装置への実装と外力の時刻歴計測，③高速度カメラによるひずみ分布計測，④内力分布の算出と応力－ひずみ曲線の取得，⑤質量保存則に基づくひずみ速度分布測定，⑥変形中の温度測定の試み，⑦検証実験の実施とFEAによる妥当性検討
⑤項では，ある瞬間の1枚の画像に対してひずみ速度分布を求めるため，質量保存則と，④項で仮定した応力分布の勾配，および塑性波粒子速度の理論を適用し，瞬間における1枚の画像に対して，ひずみ分布および自由端変位加速度の算出を試みた．⑥項では保有の赤外線温度測定用素子と光ファイバを用いて遠隔測定を試みた．試験片がHPBの一端に衝突する直前の位置に光ファイバの一端を設置し，試験片の一点における温度の時刻歴を測定した．昨年度実施の③項のひずみ分布と④項の応力分布より，断熱変形を仮定し，温度分布を算出した．⑦項では既開発の小型分割式HPB法，拡張前のTI法試験，作成済みのFEAモデルを用いた商用コードにより，温度，ひずみ速度の測定を含めて，本研究の結果と比較し，妥当性を検討した．
|
| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
