2020 Fiscal Year Annual Research Report
A study on crack bifurcation mechanism by using image measurement with high temporal and spacial resolutions, and high-order PDS-FEM
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17K06545
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
沖中 知雄 近畿大学, 理工学部, 准教授 (90298985)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
Maddegedar a.L. 東京大学, 地震研究所, 准教授 (20426290)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | き裂分岐 / 画像計測 / 超高速ビデオカメラ / 高次PDS-FEM |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和2年度は高時間分解能・高空間解像度な画像計測により記録されたき裂分岐過程をき裂進展速度と関連付けて検討することを試みた．昨年度までの研究で，き裂は分岐き裂に成長する前段階として単独き裂から複数の非貫通き裂が発生し，発生した複数のき裂は平行に進展しながら分岐と合流を繰り返すことを明らかにした．これらのき裂は最終的にその進展方向を変え，分岐き裂へと成長する．本年度は分岐前後のき裂の挙動を空間分解能0.017mm/pixel，時間分解能0.2μs/frameの107枚の連続画像として画像計測した．記録された画像中のき裂先端位置からき裂進展速度を計測し，き裂分岐挙動との関連を検討した．その結果，分岐前に進展する単独き裂は材料中のせん断波の伝播速度の約40％である400m/sで安定して進展していた．単独き裂から複数の非貫通き裂が発生すると，発生した複数のき裂は進展速度を変動させながら互いに平行に進展を続けた．進展速度の変動幅はは約50m/sであった．平行に進展するき裂が合流して単独き裂に戻るとき裂進展速度は再び400m/sで安定した．この過程を繰り返し，き裂は最終的に分岐き裂へと成長した．
既往の研究ではき裂分岐前のき裂進展速度の変動が報告されているが，そのメカニズムは不明であった．本年度の研究で，進展速度の変動が複数の非貫通亀裂の発生と発生したき裂の平行な進展に起因するものであることを明らかにした．
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Research Products
(1 results)
