| 研究概要 |
進展亀裂先端近傍での応力分布と亀裂の進展に伴って発生する弾性波が亀裂の進展速度とその進展経路に与える影響を調べる目的で動的光弾性試験を行った.エポキシ樹脂を用いて初期亀裂を含む矩形供試体を作成し,3点曲げ試験により初期亀裂から亀裂を進展させた.亀裂進展過程を毎秒100万枚撮影可能な超高速ビデオカメラで撮影することにより,進展亀裂の先端位置と亀裂先端近傍での干渉縞の変化を1μ秒毎の実画像により計測することを試みた.また画像の輝度分布の変化を検出することにより撮影タイミングと現象の発生タイミングの同期を図る画像トリガーシステムを開発し,実験に使用した.得られた結果は以下の通りである:
(1)超高速ビデオカメラと光弾性試験を組み合わせることにより,進展亀裂先端位置と進展亀裂先端近傍での干渉縞の変化を1μ秒の単位で撮影することに成功した.
(2)画像の輝度変化を捉える画像トリガーを開発し実験に適用した.その結果,超高速ビデオカメラの撮影タイミングと現象の発生タイミングの同期に成功した.
(3)亀裂は一様に進展するのではなく,停止と再進展を繰り返しながら進展することが明らかとなった.また亀裂が停止するタイミングは亀裂先端部から解放された弾性波が供試体の上下面で反射し,進展亀裂先端と邂逅するタイミングと一致することが分かった.
(4)対称な2本の初期亀裂の一方から進展を開始した亀裂は供試体の対称軸に近付く方向に屈曲しながら進展した.屈曲するタイミングは亀裂先端部から解放された弾性波が供試体の上下面で反射し,進展亀裂先端と邂逅するタイミングと一致することが分かった.
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