| 研究概要 |
本年度は,1.C.G.S.法を用いた均質材の超高速破壊現象の主応力和勾配分布の超高速度撮影,2.均質材超高速破壊の二次元・三次元移動有限要素法による数値シミュレーション,3.C.G.S.法を用いた異材界面き裂の遷音速破壊実験,4.異材界面遷音速き裂進展の破面接触を考慮した数値シミュレーション,5.異材界面複数き裂進展・衝突現象の数値シミュレーション,6.C.G.S.法を用いた結合均質固体の超高速破壊実験,等を行っている.
1についてはき裂進展加速挙動をC.G.S.法を用いて観察・再評価し,超高速度の進展き裂先端近傍場の主応力和の分布を撮影した.これらの実験データに基づき,項目2では,詳細な2次元・3次元生成形数値シミュレーションを行った.シミュレーション結果から評価した主応力和の勾配分布が実験のC.G.S.縞とほぼ一致したことから,数値シミュレーションによっても本現象を正確に評価できていることが確認できた.三次元シミュレーションでは,き裂前縁板厚方向に沿って変化する破壊力学パラメータの変化を評価し,高速き裂進展ではき裂前縁が直線状にはなり難いことが明らかになった.
項目3の界面き裂実験においては,遷音速破壊の様相をC.G.S.法を用いて高速撮影し,界面を進展するき裂進展の衝突現象を確認することができた.衝突後は衝突位置を中心とした顕著な円形波が生じ,この様相は,項目5の数値シミュレーションによっても再現できている.また,項目4の数値シミュレーションでは,き裂面接触を考慮した破壊を再現し,き裂進展速度が亜音速から遷音速に変化するまでの詳細な破壊力学パラメータの推移を評価することに成功している.
6では,同質材料を接合した界面に初期き裂を設定し,超高速き裂進展現象を観察している.混合モード荷重下では,材料の膨張波速度をも上回るき裂進展速度も観察されている.
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