研究課題
２００９年度に開発したホプキンソン棒法を利用した応力波パルス負荷方式による押込み硬度試験装置を用いて、脆性材料（ソーダガラス，セラミックス）の円柱状試験片（直径6 mm×長さ6 mm）について、衝撃押込み硬度試験を実施した。また、インストロン試験機を用いて上記材料の静的押込み硬度を求め、それと衝撃押込み硬度とを比較することにより、押込み硬度に及ぼす負荷速度の影響を定量的に明らかにした。同時に、上記材料について、現有の標準型ホプキンソン棒式試験装置により衝撃圧縮応力－ひずみ関係を、インストロン試験機により静的圧縮応力－ひずみ関係をそれぞれ決定し、極限圧縮強度のひずみ速度依存性（最大約1000/sのオーダ）を調べた。その結果、すべての脆性材料について、負荷速度が上昇すると、押込み硬度はわずかに増加することがわかった。これは、本試験で用いた脆性材料の極限圧縮強度に及ぼすひずみ速度依存性の傾向（正の依存性）と完全に一致する。また、３種類のアルミ合金（A6061-T6, A2017-T4, A7075-T6）に関して、衝撃押込み試験による試験片表面のくぼみ形状と静的押込み試験によるそれを、光学顕微鏡及び走査型電子顕微鏡により観察した。その結果、両くぼみ形状にほとんど違いが認められないことがわかった。これは、アルミ合金の押込み硬度に及ぼすひずみ速度非依存性の傾向と完全に一致する。一方、鉄鋼（S45C），チタン合金（Ti-6Al-4V），工業用純チタン（CP Ti）においては、静的と衝撃とではくぼみ形状に差があることがわかった。これは衝撃押込み硬度は静的のそれよりも15～30％程度大きくなっているためである。しかし、脆性材料については、静的と衝撃とではくぼみ形状にほとんど差が認められなかった。これは、上記の脆性材料の結果の傾向と一致しないため、今後の検討課題である。
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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The Journal of Adhesion
巻: Vol.88, Nos. 4-6 ページ: 471-486
DOI:10.1080/00218464.2012.660813
The Japan Society of Mechanical Engineers, Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering
巻: Vol. 6 ページ: pp. 731-741
10.1299/jmmp.6.731
巻: Vol. 6 ページ: pp. 131-143
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http://www.ous.ac.jp/MECH/yokoyama/
