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応力集中域のコ-スティック像を利用したポリマ-のクレイジングの微視的定量解析

研究課題

研究課題/領域番号 62460070
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 応用物理学一般
研究機関九州大学

研究代表者

高橋 清  九州大学, 応用力学研究所, 教授 (10010795)

研究分担者 桜田 泰弘  九州大学, 応用力学研究所, 助手 (50038543)
新川 和夫  九州大学, 応用力学研究所, 助教授 (00151150)
武田 展雄  九州大学, 応用力学研究所, 助教授 (10171646)
研究期間 (年度) 1987 – 1989
研究課題ステータス 完了 (1989年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
1989年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1988年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1987年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワードコ-スティック法 / クレイジング / 環境クレイズ / メタノ-ルクレイズ / ポリメチルメタクリレ-ト / ポリマ-アロイ / コースティックス法 / アクリル樹脂 / 破壊力学 / 面外変形 / ポリメチルタクリレート / コースティック法 / クレイズカイネティックス
研究概要

この研究は熱可塑性ポリマ-のクレイズの微視的な応力分布の解析をコ-スティック法により行おうとする初めての試みで、低応力下で進行するき裂付きポリメチルメタクリレ-トの環境(メタノ-ル使用)クレイズを扱っている。主な成果は次の通りである。
1.コスティック像、すなわちシャドウパタ-ン、を利用することにより、クレイズ層に沿う応力分布を評価することが可能である。
2.シャドウパタ-ンの引張負荷による変化は、き裂先端部のクレイズ層周辺の面外変形の変化に良く対応することが示された。
3.メタノ-ルクレイズの先端には面外変形の集中、すなわち応力の集中が存在することが確認された。ダグディルモデルの利用には限界があるしことがこれにより明らかとなった。
4.メタノ-ルから取り出して乾燥させた試験片の場合、その変形は第一近似的に弾性変形が仮定できる。面外変形の実測から得られたクレイズの準微視的応力分布は、Kramerらがレ-ザホログラフィを用いて得た結果と良い一致をみた。
5.クレイズの成長速度はコ-スティック像の大きさと相関関係のあることが示された。
6.クレイズに沿う応力分布をモデル化し、コンピュ-タ-シミュレションによりシャドウパタ-ンを抽出することが可能となった。
7.シャドウパタ-ン形成の感度に相当する応力・光定数に対する環境液体の光学的効果を定量的に評価する方法を与え、その効果が無視できないことを明らかにした。
8.ポリマ-アロイのき裂の反射コ-スティック像を得て、それにより靱性を評価することが可能であることを示した。

報告書

(4件)
  • 1989 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1988 実績報告書
  • 1987 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (35件)

  • [文献書誌] 高橋清: "マクロメカニックス" 高分子. 36. 726-729 (1987)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yukihisa Inoue: "Microscopic Fracture Mechanisms of Discontinuous Fatigne Crack in Poly(vinyl chloride)" Reports on Progress in Polymer Physics in Japan. 31. 347-350 (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yukihisa Inoue: "Effects of Waveform and Stress Ratio of Acoustic Emission during Fatigue Crack Growth in Poly(vinyl Chloride)" Reports on Progress in Polymer Physics in Japan. 31. 351-354 (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiyoshi Takahashi: "Environmental CrageGrowth Studied by the Optical Methed of Caustics" Proceedings of 7th International Conference on Deformation,Yield and Fracture of Polymers. 7. 291-294 (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Aly E.Abo-El-Ezz: "Experimental Determination of Stress-Optical Constants of Poly(methyl Methacrylate)Immersed in Liquid Environments" Journal of Pnysics,D. 22. 687-692 (1989)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 崔洛三: "ガラス短繊維強化ポリエチレンテレフタレ-トの損傷の微視過程" 日本複合材料学会誌. 15. 222-228 (1989)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 宮城浩: "ポリマ-の環境クレイジング現象研究のためのコ-スティックス法の応用-特にシャドウパタ-ンと面外変形の関係-" 日本非破壊検査協会誌. 38. 1079-1085 (1989)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高橋清: "PMMAメタノ-ルクレイズ周りの局所変形とそのシャドウパタ-ン" 九州大学応用力学研究所所報. 68. 247-259 (1989)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 楊槐堂: "光弾性法とコ-スティック法による動的応力拡大係数の同時測定の試み" 九州大学応用力学研究所所報. 68. 543-550 (1989)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiyoshi Takahashi: "Application of the shadow optical method of caustics to toughness evaluation of polymer alloy" Journal of Optics and Lasers in Engineering(to appear). (1990)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 林卓夫: "衝撃工学" 日刊工業新聞社, 373 (1988)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Takahashi: "Micromechanics of polymer fracture (in Japanese)" Kobunshi, 36, 726-729, 1987.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Inoue: "Microscopic fracture mechanisms of discontinuous fatigue crack in Poly(vinyl chloride)" Reports on Progress in Polymer Physics in Japan, 31, 347-350, 1988.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Inoue: "Effects of waveform and stress ratio on acoustic emission during fatigue crack growth in Poy(vinyl chloride)" Reports on Progress in Polymer Physics in Japan, 31, 351-354, 1988.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Takahashi: "Environmental craze growth studied by the optical method of caustics" Proc. of 7th Intern. Conf. on Deformation Yield and Fracture of Polymers, 7, 291-294, 1988.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. E. Aboelezz: "Experimental determination of stress-optical constants of Poly(methyl methacrylate)" Journal of Physics, D, 22, 687-692, 1989.

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. S. Choi: "Micromechanistic failure processes in short glass fiber reinforced Poly(ethlene terephthalate) (in Japanese)" J. Japn Soc. Composite Materials, 15, 222-228, 1989.

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    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Miyagi: "Application of the method of caustics for study of environmental crazing in polymers --Relationship between shadow patterns and out-of-plane deformation (in Japanese)" J. Japn Soc. Nondestructive Inspection, 38, 1079-1085, 1989.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Takahashi: "Local deformation around a methanol craze in PMMA and its shadow patterns (in Japanese)" Bulletin of Research Institute for Applied Mechanics, Kyushu University, 68, 247-259, 1989.

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    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. T. Yang: "Simultaneous measurements of dynamic stress intensity factors by using a photoelastic and a caustic methods (in Japanese)" Bulletin of Research Institute for Applied Mechanics, Kyushu University, 68, 543-550, 1989.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Takahashi: "Application of the shadow optical method of caustics to toughness evaluation of a polymer alloy" Journal of Optics and Lasers in Engineering (1990).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Aly E.Abo-El-Ezz: "Experimental Determination of Stress-Optical Constants of Poly(methyllate)Immersed in Liquid Environments" Journal of Physics D,Applied Physics. 22. 687-692 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 崔洛三: "ガラス短繊維強化ポリエチレンテレフタレ-トの損傷の微視過程" 日本複合材料学会誌. 15. 222-228 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 宮城浩: "ポリマ-の環境クレイジング現象研究のためのコ-スティックス法の応用ー特にシャドウパタ-ンと面外変形の関係" 日本非破壊協査協会誌. 38. 1079-1085 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋清: "PMMAメタノ-ルクレイズ周りの局所変形とそのシャドウパタ-ン" 九州大学応用力学研究所所報. 68. 247-259 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 楊槐堂: "光弾性法とコ-スティック法による動的応力拡大係数の同時測定の試み" 九州大学応用力学研究所所報. 68. 543-550 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Kiyoshi Takahashi: "Application of the shadow optical method of caustics to toughness evaluation of a polymer alloy" Journal of Optics and Lasers in Engineering. to appear. (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] K.Takahashi;G.O.Shonaike;Y.Sakurada;J.Kusumoto: Journal of Optics and Lasers in Engineering.

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] A.E.Abo-El-Ezz;N.Takeda;K.Takahashi: Journal of Physics D:Applied Physics. 22. (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] H.Miyagi;K.Takahashi: Reports on Progress in Polymer Physics in Japan,1989. 32. (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] G.O.Shonaike;K.Takahashi;S.Yamauchi: Reports on Progress in Polymer Physics in Japan,1989. 32. (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 新川和夫,高橋清: 日本機械学会論文集. 54. 718-722 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] K.Takahashi;A.E.AboEIEzz;N.Takeda: Proceedings of the Seventh International Conference on Deformation,Yield and Fracture of Polymers. 29.1-29.4 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋清: "衝撃工学" 日刊工業新聞社, 190-202 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋清: 九州大学応用力学研究所所報. 65. 295-306 (1987)

    • 関連する報告書
      1987 実績報告書

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公開日: 1987-04-01   更新日: 2016-04-21  

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