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近年、傾斜機能材料のような粒子分散系複合体の開発が盛んとなった。しかし、この種の複合材の熱衝撃強度解析は、まだその緒についたばかりである。そこで、本研究では、円柱状、球状粒子分散系複合材を対象として熱衝撃破壊強度解析を行う。この研究は平成10年度より始められ13年度に完結する研究である。以下、本研究により得られた研究成果の要約である。
1.粒子分散系複合材料の熱衝撃解析方法の確立
(a)円柱状粒子の非軸対称熱衝撃加熱による熱応力の焦点化現象の解析
円柱状粒子が衝撃的に加熱された場合、円柱粒子内に非軸対称の熱応力焦点化現象による熱応力波の波動現象が生ずる。本研究では、この現象を厳密に解析し、熱応力の焦点化による応力特異性を明らかにし、本研究者が組織委員を務めるポーランドでの第三回熱応力国際会議で発表した。
(b)球状粒子の軸対称熱衝撃加熱による熱応力の焦点化現象の解析
球状粒子が軸対称で衝撃的に加熱された場合、球状粒子内に生ずる熱応力焦点化現象を解明した。そして、この現象により生ずる球体内の熱応力波の波動現象を解析し、熱応力焦点化の応力特異性を解明し、日本機会学会年次大会講演会で発表した。
2.YAGレーザーを用いた球状粒子の熱応力の焦点化現象の実験的検証
まず、試験片の作成と、YAGレーザーによる熱衝撃を予備実験を行った。この熱衝撃による波動現象は、超小型AEセンサーにより計測され、今回購入した菊水電子製デジィタルオシロから、コンピューターにデータ転送され解析される。この実験装置のうち、デジィタルオシロから、Windowsコンピュータにデータ転送され解析されるプログラムを、Visual Basic上で作成した。これにより、計測された試験片内の熱応力波動現象が自動的に解析されることが期待される。
以上により、平成11年度の申請内容は、ほぼ、達成される見通しとなり有益な研究結果が得られた。
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