2016 Fiscal Year Research-status Report
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26400157
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
田沼 一実 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (60217156)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 非等方弾性体 / 弾性表面波 / Rayleigh 波 / polarization / 摂動公式 / 直交異方弾性体 / 複合材料 / 残留応力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
等方的な材質を組み合わせた複合材料は容易に非等方性を有する．たとえば繊維によって強化された複合材料は，母材，繊維ともに等方物質であっても，強い非等方性をもった直交異方弾性体となる．本研究では斉次直交異方弾性体に，残留応力あるいは何らかの他の異方性による微少な摂動を与えた場合に，自由境界面を伝播する弾性表面波（Rayleigh波）の変位場はどのように摂動するかについて考察し，以下の具体的結果と示唆を得た．
１．境界面におけるRayleigh波の変位場の伝播方向と境界法線方向の成分比（polarization ratio)に対して，摂動前の状態（直交異方弾性体）のときからの変化を一次摂動公式として表示し，残留応力および弾性テンソルの摂動部分の成分ごとの寄与を明確にした．
２．一定の単軸応力を残留応力として与えた場合，Rayleigh波の境界面での位相速度とpolarization ratioの相対変化率を比較すると，polarizationの相対変化率の方が数～十数倍大きいことが，代表的な弾性材料（アルミニウム，鋼，銅，真鍮等）において計算される．Rayleigh波の観測により弾性体に含まれる残留応力等を決定する逆問題の観点から，このことはpolarization ratioの方が位相速度よりも感度がよいことを示唆する．これまでRayleigh波の観測量としては位相速度をもちいることが一般的であったが，以上の結果はpolarization ratioも観測量としてもちい得ることを提案するもので，その点に意義と重要性が認められる．
これらの結果を国内の研究集会（国際会議も含む）で報告し，また図書Mathematical Methods and Models in Composites (Imperial College Press)の第２版の一章に加筆投稿中である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
深さ方向に変化する残留応力を含む弱非等方弾性体に対して，Rayleigh波速度の分散曲線から残留応力を再構成する逆問題に関する結果は，国際欧文誌に投稿を続けているが，査読者の決定遅れ・編集者の誤読等が重なり掲載決定が遅れている．一方，Rayleigh波速度の他，変位場におけるpolarization ratioに着目し，その摂動公式を，直交異方弾性体を非摂動パートに含めるまでに拡張できたことは，当初予期していないことであり，今後，残留応力の再構成逆問題への応用が期待される点で価値が認められる．
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| Strategy for Future Research Activity |
Rayleigh波速度の分散曲線から残留応力を再構成する逆問題に関する結果は，現実にRayleigh波速度の観測実験を行っている研究者からの協力を得ることで，実測に関する節を論文に加筆する等を行い，理論・実験両面から信頼されうる論考となるように進める．また，Rayleigh波の変位場におけるpolarization ratioに対しても，深さ方向に変化する弾性テンソルをもつ非等方弾性体に考察を拡張し，分散曲線から残留応力の深さ方向の変化を再構成する逆問題の考察へと進展を図る．
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| Causes of Carryover |
前年度（２８年度）において海外共同研究者のアメリカ合衆国ケンタッキー大学教授 C.-S. Man 氏の訪問を取り止めたため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度（２９年度）のなるべく早い時期に海外共同研究者を訪問し，研究打ち合わせと成果の取りまとめを行う．
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