| 研究概要 |
本年度は,圧縮領域下での力学特性の基本的なデータ得る目的で以下に示す材料試験と電子顕微鏡による微視構造の観察を行った.実験で用いた試料は汎用の天然ゴムと橋梁支承用の天然ゴムと高減衰ゴムである.
処女載荷時におけるMullins効果を除去する目的で,プレローディングを行った後,(a)単調載荷試験,(b)マルチステップ・リラゼーション試験,(c)リラクゼーション試験の3つの材料試験を行った.単調載荷試験では載荷速度を変化させた複数の試験を行うことにより,載荷速度依存性に関するデータを得た.更にこれらのデータを外挿する事で瞬時応答時の材料パラメータを推定した.マルチステップ・リラクゼーション試験からは各ステップでの収束時の挙動からつりあい応答時の材料パラメータを同定し,最後に通常のリラクゼーション試験から速度依存効果を現す粘性パラメータを同定した.材料試験結果から既存の超弾性理論を適用したところ天然ゴム系材料の応答は比較的良く再現できたものの,高減衰ゴムへの適用には問題があることが分かった.そこで既存の超弾性理論を改善し高減衰ゴムへの適用性を向上させたモデルを提案した.
さらに,上記の力学的挙動と材料の微視構造を関連づける目的で,電子顕微鏡を用いた観察を行った.天然ゴム系では材料内に微少なボイドを発生させることで繰り返し載荷時のエネルギー損失を大きく出来ることがわかった.ボイドによる減衰性能の向上は,ゴム支承の耐震性能としては望ましいものであり,材料の微視構造を変化させることで材料に機能が付加できる可能性を示した.
|
