| 研究概要 |
国の内外のこれまでの研究を展望し,動的破壊靭性(衝撃破壊靭性K_<1d>および高速き裂進展靭性K_<1D>)の異常な測定値が数多く報告されており,動的線形破壊力学の適用を困難としていること,およびこれらは動的破壊靭性の測定誤差や動的線形破壊力学の適用限界の不明確さに起因していると考えられるので動的破壊靭性の正確な測定法を確立するとともに,動的線形破壊力の適用限界を明らかに,さらにその拡張を図る必要があることを明かにした.そこで,まず,動的応力拡大係数を計算するための有限要素解析の計算精度を明かにし,両端自由支持の曲げ試験片に対する動的応力拡大係数を算定するための簡便評価式を提案し,これらの結果を利用して製作した1点曲げ試験による衝撃破壊靭性計測システムを用いて,1200℃までの温度下でアルミナおよびアルミナージルコニア複合材料の衝撃破壊じん性K_<Id>試験を行った.試験片にはブリッジインデンテイション法によって予き裂を導入した.き裂面に接触力が存在することを実験的に確かめ,負荷速度,試験片形状および破壊までの時間などの試験条件によっては,接触力がK_<Id>の測定値に影響を与えることを指摘した.
つぎに,この計測システムを用いて200℃までの温度下でアルミナ/アルミニウム合金複合材料のK_<1d>を正確に測定した.試験片には疲労予き裂を導入し,複数試験片法によってき裂進展開始を検出した.静的破壊力学において用いられてきた塑性域補正の考え方を動的な場合に拡張してき裂先端近傍の塑性域の影響を考慮に入れた.さらに,衝撃速度が速く,破壊までの時間が数μs以下の場合の銅の衝撃破壊じん性K_<Id>測定のシミュレ-ションを有限要素法により行ない,コ-スティックス法によって測定される衝撃破壊じん性の値は,破壊までの時間が短くなるほど過大に見積もられること,入力波形に依存することなどを明らかにし,その原因について考察した.
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