二像面同時高速度撮影装置の試作

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02555023
• 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: 崔 洛三 九州大学, 応用力学研究所, 助手 (10227340) ; 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)
• キーワード: 高速度撮影 / 二像面撮影 / スパ-クカメラ / コ-ステック法 / 光弾性法 / 動的破壊靭性 / 分枝

研究概要

試作した二像面高速度撮影装置による応用研究を行い、次のような成果が得られた。
1.高速破壊における枝分れの開始条件
従来の限界速度説、限界応力拡大係数説、限界ひずみエネルギ-解放率説のいずれにも該当しない新しい条件がこの研究から生まれた。それは単位時間当り限界ひずみエネルギ-説である。二像面同時撮影によったき裂先端位置の正確な視認と、同時になされたコ-ステック法による動的破壊靭性の測定は破壊の枝分れの生じる条件を正確にとらえることを可能とした。
2.光弾性法とコ-ステック法による動的靭性の同時評価
試験片ピントによる光弾性法とシャドウ面ピントによるコ-ステック法により材料の動的靭性を同時に評価し、それぞれの手法の相互チェックが可能となった。エポキン樹脂板に対して同時になされた評価の結果によると両者の間には良好な一致性は見出されていない。これは、前者が遠隔位置の応力ひずみ情報にもとずいているのに対して、後者はき裂近傍の情報にもとずくためと解釈された。
3.計装化衝撃試験時の試験片の観察
計装化試験機のインパクト棒から得られるひずみゲ-ジ出力と二像面撮影結果との比較を透明でありポリカ-ボネ-トシャルピ-試験片について行い、ゲ-ジ出力信号の正確な解釈のためにこの撮影手法が非常に有用であることを明らかにした。
4.接合界面における動的破壊の挙動を知るためにこの撮影手法が有用であることを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] K.Takahashi: "Dual-Focus High Speed Photography and Its Application" Optics and Lasers in Engineering. (1993)
• [文献書誌] K.Takahashi: "Dynamic Fracture in Zone-Tempered Glasses Observed by High-Speed Photoelastic Colour Photography" Journal of Materials Science Letters. 11. 15-17 (1992)
• [文献書誌] K.Arakawa: "Branching of a Fast Crack in Polymers" International Journal of Fracture. 48. 245-254 (1991)
• [文献書誌] K.Arakawa: "Relationships Between Fracture Parameters and Fracture Surface Roughness of Brittle Polymers" International Journal of Fracture. 48. 103-114 (1991)
• [文献書誌] J.Kusumoto: "Determination of Displacement Field Around a Crack Tip in a Polymer Alloy by Moire Interferometry" Reports on Progress in Polymer Physics in Japan. 34. 233-236 (1991)
• [文献書誌] M.Kido: "Specimen Size Effect on the Determination of Dynamic Stress Intensity Factors During Fast Fracture in Poly(methyl Methacrylate)" Reports on Progress in Polymer Physics in Japan. 34. 237-240 (1991)
• [文献書誌] K.Arakawa: "Relation Between Dynamic Fracture Parameters in Homalite-100" Reports on Progress in Polymer Physics in Japan. 34. 245-248 (1991)
• [文献書誌] K.Arakawa: "Experimental Analysis of Dynamic Crack Propagation in Epoxy" Proceedings of 6th International Conference on Mechanical Behavior of Materials. 6. 413-418 (1991)
• [文献書誌] 高橋 清: "材料の高速変形と破壊4.高速伝ぱき裂" 材料. 40. 947-952 (1991)
• [文献書誌] 高橋 清: "先端材料シリ-ズ超音波と材料(部分執筆)第3章超音波フラクトグラフィ" 裳華房, 89-108 (1992)