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熱応力緩和型傾斜機能材料平板のき裂進展挙動に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 10650080
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関静岡大学

研究代表者

野田 直剛  静岡大学, 工学部, 教授 (20022238)

研究分担者 石原 正行  静岡大学, 工学部, 助手 (60283339)
辻 知章  静岡大学, 工学部, 助教授 (80188531)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2000年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1999年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1998年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワードき裂進展挙動 / 熱応力 / 傾斜機能材料 / 破壊力学 / 応力拡大係数 / 有限要素法 / 非定常 / き裂 / 弾性 / 熱衝撃 / き裂伝播 / 亀裂伝播
研究概要

本研究は熱応力緩和型傾斜機能平板が熱負荷を受けたとき、き裂伝播挙動について研究を実施したものである。
(1)粒子分散型傾斜機能平板の熱弾塑性解析に関する研究
* 巨視的応力がほぼ存在しない場合でも、母材と粒子には大きな応力が存在する。
* 製造過程を考慮した傾斜機能平板に対し、巨視的応力及び相当応力の観点から、最適組成分布は傾斜組成が直線的に変化する場合である。
(2)き裂を有する熱応力緩和型傾斜機能平板の解析手法に関する研究
* 多層近似法を用いて、任意の傾斜組成を有する傾斜機能平板の解析手法を提案した。
* き裂が平板の厚さ方向の任意の位置に複数個存在する場合、及び同一深さに二個のき裂が存在する場合に対して解析し、応力拡大係数を求めた。
(3)熱応力緩和型傾斜機能平板のき裂伝播挙動解析に適したプログラムの開発
* 有限要素法による本解析に適した自動メッシュ創成プログラムを開発した。解精度は数パーセント以下である。
(4)熱応力緩和型傾斜機能平板のき裂伝播挙動に関する研究
* 平板表面から一個の垂直き裂が進展する場合、(a)加熱温度が高温になればなるほど、(b)セラミックスの破壊靭性値が高くなればなるほど、(c)傾斜機能平板の金属の組成が少なくなるほど、屈曲は大きくなる。
* 平板表面から二個の垂直き裂が進展する場合、(a)二つのき裂は互いにとうざかる方向に屈曲して進展する。(b)二個の垂直き裂が十分離れているとき、互いにき裂が近づく方向にき裂が進展しても、ある程度まで近づくとき裂は再び屈曲し、き裂は合体しない。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (38件)

  • [文献書誌] N.Noda,S.Nakai and T.Tsuji: "Thermal Stresses in Functionally Graded Material of Particle-Reinforced Composite"JSME International Journal, Series A. 41(2). 178-184 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 牧野正樹,辻知章,野田直剛: "原子レベルの傾斜機能材料の分子動力学シミュレーション(材料組成を銅からニッケルへの線形に変化させた傾斜機能材料)"日本機械学会論文集、A編. 65巻631号. 153-160 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Noda: "Thermal Stresses in Functionally Graded Materials"Journal of Thermal Stresses. 22,(4-5). 477-512 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.M.Shabana,N.Noda and K.Tohgo: "lasto-plastic Thermal Stresses in Functionally Graded Materials Considering Microstructure Effects"Proceedings of the 7-th Cairo University Int.MDP conference. 223-231 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.M.,Shabana and N.Noda: "Thermo-elasto-plastic Stresses in Functionally Graded Materials Subjected to Thermal Loading Taking Residual Stresses of the Fabrication Process into Consideration"Composites, PartB : Engineering. 32. 111-121 (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.L.Wang and N.Noda: "Design of a smart functionally graded piezothermoelastic composite structure"Smart Materials and Structures. 9. (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.L.Wang and N.Noda: "Thermally induced fracture of a smart functionally graded structure"Theoretical and Applied Fracture Mechanics. 35. (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Noda and B.L.Wang: "Transient thermoelastic responses of functionally graded materials containing collinear cracks"International Journal of Engineering Fracture Mechanics. (2001)

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  • [文献書誌] Kui-Seob,Kim and N.Noda: "A Green's Function Approach to Transient Temperature for Thermal Stresses of Functionally Graded Material"JSME International Journal, Series A. 44(1). 31-36 (2001)

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  • [文献書誌] T.Fujimoto,N.Noda: "Crack Propagation in a Functionally Graded Glate under Thermal Shock"Archive of Applied Mechanics. 70(6). 377-386 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Fujimoto,N.Noda: "Influence of Compositional Profile on the Crack Path in Functionally Graded Materials under Thermal Shock"The American Ceramic Society. (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Fujimoto,N.Noda: "Two Crack Growths in Functionally Graded Plates under Thermal Shock"Journal of Thermal Stresses. 24. (2001)

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  • [文献書誌] N.Noda, S.Nakai and T.Tsuji: "Thermal Stresses in Functionally Graded Material of Particle-Reinforced Composite"JSME International Journal, Series A. Vol.41 No.2. 178-184 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Makino, T.Tsuji and N.Noda: "Molecular dynamics simulations of Atom-order functionally gradient materials (Functionally gradient materials with linearly changing mixture ratio from copper to nickel)"Journal of JSME, Ser.A. Vol.64, No.631. 153-160 (1999)

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  • [文献書誌] N.Noda: "Thermal Stresses in Functionally Graded Materials"Journal of Thermal Stresses.. Vol.22, No.4-5. 477-512 (1999)

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  • [文献書誌] Y.M.Shabana, N.Noda and K.Tohgo, K.: "Elasto-plastic Thermal Stresses in Functionally Graded Materials Considering Microstructure Effects"Current advances in mechanical design and production VII.Proceedings of the 7 Cairo University Int.MDP Conf.. 15-17. 223-231 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.M., Shabana and N.Noda: "Thermo-elasto-plastic Stresses in Functionally Graded Materials Subjected to Thermal Loading Taking Residual Stresses of the Fabrication Process into Consideration"Composites, Part B : Engineering. Vol.32. 111-121 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.L.Wang and N.Noda: "Design of a smart functionally graded piezothermoelastic composite structure"Smart Materials and Structures. Vol.9. (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.L.Wang and N.Noda: "Thermally induced fracture of a smart functionally graded structure"Theoretical and Applied Fracture Mechanics.. Vol.35. (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Noda and B.L.Wang: "Transient thermoelastic responses of functionally graded materials containing collinear cracks"International Journal of Engineering Fracture Mechanics. (in press). (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kui-Seob, Kim and N.Noda: "A Green's Function Approach to Transient Temperature for Thermal Stresses of Functionally Graded Material"JSME Interantional Journal, Series A. Vol.44, No.1. 31-36 (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Fujimoto, N.Noda: "Crack Propagation in a Functionally Graded Plate under Thermal Shock"Archive of Applied Mechanics. Vol.70, No.6. 377-386 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Fujimoto, N.Noda: "Influence of Compositional Profile on the Crack Path in Functionally Graded Materials under Thermal Shock"The American Ceramic Society. (in press). (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Fujimoto, N.Noda: "Two Crack Growths in Functionally Graded Plates under Thermal Shock"Journal of Thermal Stresses. Vol.24(in press). (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Fujimoto,N.Noda: "Crack Propagation in a Functionally Graded Glate under Thermal Shock"Archive of Applied Mechanics. Vol.70,No.6. 377-386 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] B.L.Wang and N.Noda: "Mixed Mode Crack Initiation in Piezoelectric Ceramic Strip"Theoretical and Applied Fracture Mechanics. Vol.34,No.1. 35-47 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.M.Shabana,N.Noda and K..Tohgo: "Elasto-plastic Thermal Stresses in Functionally Graded Materials Considering Microstructure Effects"Proceedings of the seventh Cairo University International MDP conference. 223-231 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Fujimoto,N.Noda: "Influence of compositional profile of the functionally graded material on the crack path under thermal shock"The American Ceramic Society. (予定). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Fujimoto,N.Noda: "Two crack growths in functionally graded plates under thermal shock", Journal of Thermal Stresses"Journal of Thermal Stresses. (予定). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] N.Noda: "Thermal Stresses in Functionally Graded Materials"The Third International Congress on Thermal Stresses. 33-38 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Fujimoto and N.Noda: "Thermal Stresses in Functionally Gradient Materials"The Third International Congress on Thermal Stresses. 519-522 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Nemat-Alla and N.Noda: "Edge crack problem in a semi-infinite FGM plate with bi-directional coefficient of thermal expansion under two dimensional thermal load"The Third Int.Conf.on Materials Engineering for Resources. 169-170 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] N.Noda: "Thermal Stresses in Functionally Graded Materials"Journal of Thermal Stresses. Vol.22. 477-512 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Obata,Kanayama,and Noda,: "Two-Dimensional Unsteady Thermal Stresses in Partially Heated Circular Cylinder Made of Functionally graded Material"The Third International Congress on Thermal Stresses. 595-598 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 牧野正樹、辻知章、野田直剛: "原子レベルの傾斜機能材料の分子動力学シミュレーション(材料組成を銅からニッケルへの線形に変化させた傾斜機能材料)"日本機械学会論文集,A編. 65巻631号. 153-160 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] N.Noda: "Thermal Stresses in Functionally Graded Materials" International Congress on Thermal Stresses. (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Fujimoto and N.Noda: "Thermal Stresses in Functionally Gradient Materials" International Congress on Thermal Stresses. (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Nemat-Alla and N.Noda: "Edge crack problem in a semi-infinite FGM plate with bi-directional coefficient of thermal expansion under two dimensional thermal load" The Third Int.Conf.on Materials Engineering for Resources Proceeding. 169-170 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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