構造用固体材料の高速脆性・高速延性の研究

1988 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 61420023
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 河田 幸三 東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (70013612)
• 研究分担者: 宮本 岩男 東京理科大学, 理工学部, 講師 (10084477) ; 沢 芳昭 東京理科大学, 理工学部, 助教授 (60101309)
• キーワード: 高速変形力学 / 衝撃 / 高速脆性 / 高速延性 / 構造用固体材料 / 高速固体力学

研究概要

1)OFHC銅の10^3/s域までの高速引張りを行い、流動応力ーΣ関係を求めた。10^3/s域で準静的域での流動応力のlogΣte例関係よりも上昇を始める事を確認した。世界的に見て従来圧縮のデータしかなく、logΣ比例より上昇するとの説とっての上昇なるものは、圧縮試片と入力棒、出力棒端面間の摩擦にもとづくもので上昇の実体はないとする説とが対立していたのに対し、摩擦介入のない引張りにより最終的結論を与えたものである。従って変形材構は粘性型に移るとの説い有利となる。
2)9種のポリマー固体の10^3/s域での高速引張りで破断までの完全な応力ー歪関係を得、以下の知見を得た。
i)結晶性、非晶性を問わずガラス繊維強化に外は高速脆性を示す。
ii)ABS/GFでは、短ガラス面催強化であるが、1981年に河田の発見して長維強化のGFRPでの高速延性と同ずるに、高速延性を示す。
iii)PETの高速脆性は極端である。これは分子鎖中のべンゼン環が急速な分子鎖の回転に障害となり生ずるものと解される。
iv)ナイロン12で高速脆性も著しい。登山者の安全確保上、ナイロンザイルの評価に当っては、この高速脆性を考慮しておかなくてはならない。
v)ポリカーボネートの高速での吸収エネルギー上昇は特異で、注目すべき、よい性質である。
3)Bar型動的荷重測定系における応力パルスの減衰と分散の挙動が解明され、最適の実験条件を解明した。
4)諸種の高速変形力学特性測定系における動的応答の特性を一次元弾性状伝播理論にもとづいて計算する手法を確立し、諸種の実例につき適否を解明した。

研究成果

• [文献書誌] 河田幸三: 第30回構造強度講演集(航空宇宙/機械学気). 30. 78-81 (1988)
• [文献書誌] 河田幸三: 第30回構造強度講演集(航空宇宙/機械学気). 30. 82-85 (1988)
• [文献書誌] 板橋正章,河田幸三: 第30回構造強度講演集(航空宇宙/機械学気). 30. 86-69 (1988)
• [文献書誌] 河田幸三: 第30回構造強度講演集(航空宇宙/機械学気). 30. 90-93 (1988)
• [文献書誌] 河田幸三: 固体衝撃記学シンポジウム講演集(東大・工). 8. 56-61 (1988)
• [文献書誌] 河田幸三: 航空宇宙材料シンポジウム講演集(東大・工). 19. 51-56 (1988)
• [文献書誌] K.Kawata;et.:al.:Analysis of elastic bar method for materials characterization in high velocity tension: "Elastic Wave propagation,proc.of IUTAM Symposium,Galway,Ireland,March 1988,edited by M.F.McCarthy and M.A.Hayes" North-Holland-Amsterdam, 223-228 (1989)
• [文献書誌] K.Kawata:et al.:On the effects of mateials and radius to thickness ratio in dynamic plastic buckling of circular tubes under azial imract: "Proc.4th International Conference on Mechanical Properties at High Rates of Strain,edited by J.Harding" The Institute of physics Bistol, London, (1989)