1989 Fiscal Year Annual Research Report
特性が異なる異方性弾性体の接触面に生じている亀裂の周辺の応力集中と変形の解析
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62550331
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
中川 建治 岐阜大学, 工学部, 教授 (80035039)
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| Keywords | インタ-フェイス / 接触面亀裂 / 応力集中 / 有限応力 / 理論解 |
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| Research Abstract |
1.研究の対象の接触面亀裂の問題
土木工学の分野では接触面の亀裂の問題はInterface Crackの応力集中の問題と呼ばれていて、次のような力学問題を意味する。
(1)コンクリ-トと岩盤の接触面に沿う空隙周辺の応力集中、(2)地層中の異質土質や岩盤の接触面に沿う空隙周辺の応力集中。
従来の研究は、Erdgan,や Shie等による近似解であり接触面の亀裂の先端で応力集中は集積特異点の様相を呈して非現実的なものであった。
2.申請者の研究成果
(1)弾性定数を異にする2種類の直交異方性体(単位厚さ)の半無限弾性板がξ軸に沿って接合されているものとする。しかしξ軸上の|ξ|≦aの部分が未接合となってクラックを構成しているものとする。さらに無限遠方で一様の面内引張り力が作用している平面応力問題とする。
(2)このようなもんだいについて亀裂先端で集積特異点になるという上記の不合理の解析以外に、亀裂先端から有限で滑らかな勾配で立ち上がり有限な大きさになる応力集中を与えるような解析解が存在することを、次のようにして導き得た。接触面における変位と応力をFourier積分で表現されるものとして、亀裂の開口変位は有限項のFourier数で表されるものとした。さらに、亀裂先端部のプロセス・ゾ-ンは開口変位も存在するが、応力は生じるままに放置して、残りの部分応力は0となるように配慮した。
(3)本研究で作成されたプログラムにより、任意の主軸方向と任意の剛性比を持つ直交異方性体接触面のインタ-フェイスクラック周辺の応力集中の分布状況を求めることができる。
(4)これらの成果は既に外国の学会誌に投稿して採用された。
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Research Products
(3 results)
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[Publications] Shujin Duan,Kouju Fujii,Kenji Nakagawa: "Finite Stress Concentrations and J-integral from Normal Loads on a Penny-Shaped Crack" Engineering Fracture Mechanics. Vol.32,No.2. 167-176 (1989)
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[Publications] Shujin Duan,Hiroyosi Yazaki,Kenji Nakagawa: "A Crack at the Interface of an Elastic Half Plane and a Rigid Body" Engineering Fracture Mechanics. Vol.32. 573-580 (1989)
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[Publications] Shujin Duan,Tomohisa Anma,Kouju Fujii,Kenji Nakagawa: "A Crack at the Interface of Dissmilar Anisotropic Body" Engineering Fracture Mechanics. (1990)
