| 研究課題/領域番号 |
04650091
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
材料力学
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| 研究機関 | 鹿児島大学 |
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研究代表者 |
戸谷 眞之 (戸谷 真之) 鹿児島大学, 工学部, 教授 (90026279)
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| 研究分担者 |
福井 泰好 鹿児島大学, 工学部, 助教授 (00117540)
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| 研究期間 (年度) |
1992 – 1993
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| 研究課題ステータス |
完了 (1993年度)
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| 配分額 *注記 |
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1993年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1992年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
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| キーワード | 傾斜機能材料 / 残留応力 / 熱応力 / 曲げ / 数値解析 / 逆問題 |
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| 研究概要 |
供試材の肉厚方向のシリコンカーバイト粒子の分布は、切裂法による-750〜500μストレインというひずみ測定後、研磨した肉厚方向の面について光学顕微鏡観察で計測し、数式表示した。さらに、傾斜機能材料を球状粒子分散型複合材料において粒子の分布が傾斜している材料と考え、線膨張係数分布と弾性係数分布を求めた。
残留応力は、傾斜機能材料で作られた長方形断面の厚肉リングが、軸対称の熱変形の拘束を受けて生じるとして解析した。切裂法では切断の結果として生じる変形を測定するため、残留応力を持つリングを切断することにより生じる曲げモーメントMoにより、リングにひずみε〓が生じると考え、残留応力分布を逆問題として解析する。したがって、逆に切り口の両端に曲げモーメント-Moを作用させると元の形状に復帰する。本研究の解析の流れは、(1)切断したリングにひずみ測定値ε_<〓ob>を生じる曲げモーメントM_1計算、(2)リングに曲げモーメントM_1を生じる一様な温度変化△T推定、(3)全試験片について△Tの平均値△T_<av>計算、(4)△T_<av>でリングに生じる曲げモーメントM_2計算、(5)曲げモーメントM_2により切断したリングに生じるひずみ計算値ε_<〓cal>算出、(6)ε_<〓ob>-ε_<〓cal>の比較、である。解析の結果、△T_<av>〓140Kと基準温度0.5Tm(Tmは融点)から室温までの温度低下に対応する妥当な温度のときε_<〓ob>-ε_<〓cal>の1対1関係を認めることができ、この解析法は妥当なものと考えることができる。結局、残留応力は基準温度0.5Tmから室温までの温度低下△T〓140Kによって発生し、リング内周部から外周部へと線膨張係数が相対的に低下するため、切裂法で測定するひずみは試験片内周部で圧縮ひずみ、外周部で引張ひずみとなり、その絶対値は組成傾斜が大きく熱ミスフィットが大きいほど、また、肉厚が厚いほど大きくなる。
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