| 研究概要 |
衝撃荷重に対する機械や構造物の破損の防止, あるいは耐衝撃設計のためには, 二物態衝突時の衝撃接触端の変形挙動およびそこから発生する衝撃力を予測することが重要となった. 当研究室ではこれまでに, 種々の凸状端形状(載頭円すい形状)を有する種々の長さの衝突棒を硬質材からなる弾性平面壁へ衝突させる方式の一連の実験研究および, 一部, 理論的検討を行った(日本機械学会論文集, 49巻448号, 50巻460合, 52巻476号;材料, 34巻387号;他)衝撃接触端から発生する衝撃力波形の検出のために, 検力板衝撃力測定方を開発した(Exp.Mech.,Vol.24,No.4,1984). 本研究年度ではその研究計画にそって, 十分に長い衝突棒(主として61年度に実験実施)と短い衝突棒(60年度の実施)との中間長の試料棒に対する実験を補足的に行った. また, これまでのアルミ棒とは材料特性が大きく異なる電磁軟鉄棒についても実験を行った. これより, 衝突棒先端(衝撃端)の変形部の形状は, ほぼ円すい台状となり, その先端頂角θ′は変形前の先端頂角θのみに依存し衝突速度と衝突棒長には存在しないことを確かめた. また, このθ-θ′関係はアルミ材の場合と電極軟鉄材の場合とではほぼ一致することがわかった.
一方, 衝突棒が十分に短かい場合で, 衝突棒中の応力伝ぱを無視した理論的取扱いにより衝撃接触端から発生する衝撃力波形を与える理論関係式を導出した(日本機械学会論文集, 52巻476号)が, 本年度は, その式を発展させて, 衝突棒を伝ぱする応力波の反射・干渉を考慮した理論関係式を導出した. また, これまでの一連の実験結果から, 発生する衝撃力が衝突棒長, 衝撃端形状, 衝撃速度により複雑に変化する様子がわかっているが, このように複雑に変化する衝撃力波形が, この理論式により統一的に与えられる(予測される)ことを確かめた.
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