超高温環境下に於ける不均質複合材料の熱応力緩和に関する解析的研究

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01550076
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 谷川 義信 大阪府立大学, 工学部, 教授 (30081219)
• キーワード: 熱応力解析 / 不均質材料 / 傾斜機能材料 / 金属基複合材料 / 熱応力緩和 / 逆問題解析 / 最適化問題 / 理論的解析

研究概要

超高温環境下での耐熱用先端材料の力学的評価に関する研究として、金属基複合材料および軽金属ーセラミックス型不均質材料(熱応力緩和型傾斜機能材料)に対する熱応力問題を解析的手法により取り扱った。具体的解析対象として、以下に述べる4つのテ-マを取り上げた。
1.層状複合材料の非定常熱応力・熱変形に関する順問題解析 一方向繊維強化材からなる直交異方性材料を層状に積層した層状積層複合材料に対する熱応力・熱変形の解析を行ったものであり、この研究課題に関しては、2編の論文をまとめ、1回の口頭発表を行った。
2.不均質材料の非定常熱応力に関する順問題解析 ー方向に不均質特を持つ種々の解析モデル(無限長厚板、ビ-ム、長方形板、円筒、球殼など)に対し、種々の加熱条件のもとで非定常熱応力・熱変形問題(順解析問題)を解析した。この研究課題に対して、5編の論文をまとめ、5回の口頭発表を行った。
3.不均質材料の非定常加熱条件下での変位に関する逆問題解析 材料設計の観点から、ある加熱条件のもとで、生じる熱応力を最小とするための不均質特性の決定問題、すなわち不均質材料特性の最適化問題の取り扱いが必要となる。そこで、このような逆問題解析のための初歩的取り扱いとして、不均質円柱および不均質球の変位に関する逆問題解析を取り扱った。本研究課題に関しては、1編の論文をまとめ、2回の口頭発表を行った。
4.不均質材料の非定常加熱条件での非線形不安定挙動の解析 熱的負荷を受ける場合の構造材料に対する強度評価としては、熱応力、熱変形の他に熱的な安定性の検討が必要である。そこで、非定常加熱時の不均質材料における熱座屈問題を取り上げた。この研究課題に関しては、1編の論文をまとめ、2回の口頭発表を行った。

研究成果

• [文献書誌] 大多尾 義弘: "一様表面加熱を受るクロスプライおよびアングルプライ積層厚板の熱曲げと非定常熱応力" 大阪府立産業技術総合研究所報告. No.3. 17-21 (1990)
• [文献書誌] Y.Ootao: "Trangient Thermal Stress Analysis and Bending Behavior of an Angleーply Laminated Slab" Journal of Thermal Stresses. 13. 177-192 (1990)
• [文献書誌] Y.Ootao: "Transient Thelmsl Stress and Deformation of a Laminated Composite Beam dnd to Partially distributed Heat Supply" Journal of Thermal Stersses. 13. 193-206 (1990)
• [文献書誌] 大多尾 義弘: "移動熱源による多重層状複合平板の非定常熱応力とその不均質材料への拡張" 日本機能学会論文集(A編). 56. 2275-2281 (1990)
• [文献書誌] Y.Ootao: "Axisymmetric Transient Thermal Stress Anglysis of a MultiーLayered Composite Hollow Cylinder" Journal of Thermal Stresses.
• [文献書誌] Y.Tanigawa: "Thermal Bendings of Laminated Composite Rectangular Plate and Nonhomogeneous Plate due to partial Heating" Journal of Thermal Stresses.
• [文献書誌] 大多尾 義弘: "軸対称非定常加熱条件下での不均質円柱の変位に関する逆問題解析" 日本機械学会論文集(A編).
• [文献書誌] 大多尾 義弘: "不均質特性を有する中空球の軸対称非定常熱応力" 日本機械学会論文集(A編).
• [文献書誌] 谷川 義信: "非定常加熱を受ける不均質ビ-ムの非線形挙動" 日本機械学会論文集(A編).