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近年、宇宙空間等の過酷な環境下で使用される機械や構造物の需要が高まり、傾斜機能材料のような不均質材料や複合材料のような異方性材料が多方面で用いられてきている。そのような材料は使用環境から熱衝撃を受ける場合の動的特性を十分に把握しておく必要があることから、本研究では、二次元波動伝ぱの状況を詳細かつ高精度で解析できる従特性曲線法を拡張して、不均質体や異方性体の二次元熱衝撃問題の解析手法を提案するとともに、熱衝撃下での材料の動的挙動も明らかにすることを目的とした。これまでに従特性曲線法を用いた熱衝撃解析がないため、以下のように段階を踏んで徐々に複雑な問題に発展させていった。
1.第一段階として、均質・等方性体の二次元熱衝撃問題の基礎式の導出を行い、熱衝撃問題の基本的な取り扱りについて検討した。その結果、熱衝撃問題に従特性曲線法を用いることにより、二次元波動伝ぱの状況を詳細に解析できることを明らかにした。この研究成果は米国機械学会のJournal of Applied Mechanicsに掲載されることが決定している。
2.第2段階として、異方性体のうち、代表的な直交異方性体である横等方性体の二次元熱衝撃問題に対する従特性曲線法に基づく解析手法を開発した。この解法により横等方性体中の波動伝ぱを詳細に解析できることやその波動伝ぱの状況が異方性の影響を大きく受けることが明らかになった。この研究に関する成果も近日中に学会発表または学会誌に投稿する予定である。
3.第3段階の不均質体の熱衝撃問題は、1年間という研究期間の時間的な制約のために取り組むことができなかった。この原因は、研究実施期間(1年間)と研究の進め方の検討が十分ではなかったからであり、反省点である。今後、この不均質体の二次元熱衝撃問題の解析手法の確立を目指し、研究を進める予定である。
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