2013 Fiscal Year Annual Research Report
画像解析によるモードIIき裂の不安定成長の実験的検証と数値解析手法の確立
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22560489
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| Research Institution | Kinki University |
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Principal Investigator |
沖中 知雄 近畿大学, 理工学部, 准教授 (90298985)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹原 幸生 近畿大学, 理工学部, 教授 (50216933)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 画像計測 / 光弾性実験 / 超高速ビデオカメラ / PDS-FEM |
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| Research Abstract |
本年度は実験と解析の双方を行った．各々の実施状況は以下の通りである．
[実験の実施状況]昨年度までの課題であった初期き裂の厚さ，形状等を安定させ実験の精度を向上させるため，本年度は厚さ0.05mmのシリコーンゴムを初期き裂として導入して供試体を作成する手法を確立した．またき裂進展の開始と超高速ビデオカメラの撮影タイミングの同期精度の向上を図るため，本年度はレーザー光を予めき裂の予想進展経路上に照射し，進展したき裂面による光路の遮断を検出する同期装置を新たに開発した．本年度はこれらの供試体と同期装置を用いて圧縮荷重下でのき裂進展現象の画像計測を行った．実験の結果，き裂は初期き裂両端部から進展を開始しが，初期き裂両端からの進展開始時刻のずれは厚さ0.5mmの空隙を初期き裂として導入したケースと比較して2，3倍程度大きくなることが明らかとなった．空隙を初期き裂として導入したケースでは，一方のき裂進展開始に伴って解放される応力波の伝播が，他方のき裂進展開始に大きな影響を与えることが明らかとなったが，初期き裂厚さを薄くした場合には，異なるき裂進展メカニズムが存在する可能性が示された．
[解析の実施状況]本年度はPDS-FEMを用いてき裂の進展解析を行った．PDS-FEMは不連続な基底関数を用いて空間を離散化する数値解析手法である．基底解析の不連続面に沿ってき裂の進展を再現することが可能であるため，メッシュの再構成や特殊なペナルティ関数を導入することなしにき裂の進展解析を行うことができる計算手法であり，動的な問題への拡張も容易である．本年度はき裂面の摩擦を再現するモデルを導入し，静的な光弾性実験により得られた干渉縞パターンを数値解析を用いて再現することに成功した．また動的な問題に拡張した解析手法を3次元内部き裂の進展解析に適用して実験結果と比較した．両者は定性的に良好な一致を見せた．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25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 |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(1 results)
