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

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10650080
• 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)
• キーワード: 弾性 / 熱応力 / 傾斜機能材料 / 熱衝撃 / 破壊力学 / 亀裂伝播

研究概要

本年度の研究実施
1-1 傾斜機能平板に一つのき裂が発生したとき、き裂の進展、き裂の屈曲メカニズムの研究
傾斜機能平板に一つのき裂が発生したとき、き裂の進展、亀裂の屈曲について数値シュミレーションを実施した。
(1)傾斜組成を変えた場合、傾斜機能平板の金属の体積分率がV_m=x^mが与えられる場合、mが小さくなるほ即ち、金属の割合いが大きいほど、き裂は直線的に進展し、き裂長さがある長さになったところでき裂の進展が停止する。mが大きくなるほど、き裂の屈曲が早く始まり、き裂は表面に平行に進展する。
(2)セラミックスの破壊靱性値が小さい程、亀裂は屈曲が起こりやすく、き裂は表面に平行に進展する。
1-2 熱負荷が作用する傾斜機能平板における多数のき裂発生メカニズムの研究
熱負荷が作用した場合傾斜機能平板に多数のき裂が発生する。一つのき裂が発生したとき、き裂の進展、亀裂の屈曲について数値シュミレーションは有限要素法のメッシュを進展ごとに手動で与えているため、手間が随分懸かり、多数のき裂の進展の解析には多大の労力がかかるので、自動メッシュ創成のプログラムを開発中である。

研究成果

• [文献書誌] N.Noda: "Thermal Stresses in Functionally Graded Materials"The Third International Congress on Thermal Stresses. 33-38 (1999)
• [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)
• [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)
• [文献書誌] N.Noda: "Thermal Stresses in Functionally Graded Materials"Journal of Thermal Stresses. Vol.22. 477-512 (1999)
• [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)
• [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)