異材接合界面き裂の定量的非破壊検査システムの開発および界面破壊機構の解明

开发异种材料界面裂纹定量无损检测系统并阐明界面断裂机理

• 批准号: 10750535
• 负责人: 小田 和広
• 金额: $ 0.32万
• 依托单位: Tokuyama College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10750535/
• 关键词: 異種接合材; 界面き裂; 破壊力学; 逆問題; 逆解析的処理

本研究は,異種材料接合材料に存在するき裂等の欠陥を,計算機を援用した逆解析的処理を行うことにより定量的に検出するシステムを開発し,界面よりき裂が発生し破壊に至る挙動を観察するとともに,その破壊機構を解明することを目的としている.最終年度である本年は,界面き裂の進展挙動を定量的に評価する上で重要な,異種材料の界面から母材内部へ屈折して伝ぱする界面き裂の応力拡大係数についての解析を行った.体積力法の特異積分方程式で問題を定式化し,未知関数である体積力対密度を基本密度関数と多項式の積によって近似する数値解析法により問題を解析した.解析結果は,結城らの定義に基づく複素応力拡大係数で表現し,それを1個の界面き裂の応力拡大係数で無次元化した値で整理・検討した.他の研究者の結果との比較により,本研究で得られた応力拡大係数の値が精度の高い結果であることを示した.次に,試験片表面に発生した三次元表面き裂の映像をCCDカメラにより取りこみ,それを画像処理および逆問題解析処理を施すことにより,表面き裂深さを推定するシステムの基礎的検討を行った.撮影された画像から表面き裂長さとき裂開口変位を測定し,その結果に基づいて表面き裂深さを推定した.体積力法の概念を利用して,外部荷重およびき裂寸法から開口変位を計算する近似式を作成し,それを繰返し計算を行うことにより,簡便にき裂深さが推定できる方法を提案した.本研究のシステムでは,画像の分解能が2μm/dotと低いため,比較的大きなき裂でないと測定困難であった.しかしながら,非接触・オンラインの表面き裂の寸法同定が安価なシステムで実現可能であることが確認された.

In this study, the existence of cracks in dissimilar materials was investigated. The computer was used to analyze the process of quantitative detection and analysis. The interface cracks were generated and detected. In the final year of this year, it is important to quantitatively evaluate the progress of interface cracking, and to analyze the force factor of interface cracking between the interface of dissimilar materials and the internal bending of the base material. Volume force method of special integral equation problem formulation, unknown relations, volume force density, basic density relations, polynomial product, approximation, numerical analysis method of problem analysis The analytical results show that the definition of the structure is based on the expression of the force coefficient of the complex element, and there is only one interface crack and the force coefficient of the non-dimensional value. The results of this study were compared with those of other researchers. Second, the image of three-dimensional surface crack generated on the surface of the test piece is detected by CCD, and the image processing and inverse problem analysis processing are carried out. The length of the surface crack and the position of the crack opening were measured from the images taken, and the depth of the surface crack was estimated based on the results. The concept of volume force method is utilized, and the approximate formula for calculating the opening position of external load and crack length method is established. The calculation method is simple and convenient. In this study, the resolution energy of the image is 2μm/dot, and the measurement difficulty is compared with that of the large crack. It is possible to confirm the presence of a non-contact, non-contact, non-contact surface and non-contact surface.

项目成果

小田和広: "異材接合板中の界面屈折き裂の応力拡大係数"日本機械学会講演論文集. No.005-1. 9-10 (2000)

Kazuhiro Oda：“异种材料粘合板中的界面折射裂纹的应力强度因子”日本机械工程师学会会议记录第 005-10 号（2000 年）。

小田和広: "Analysis of Interaction between Interface Cracks and Internal Cracks using Singular Integral Equations of the Body Force Method" Demage and Fracture Mechanics. 33-42 (1998)

Kazuhiro Oda：“使用体积力方法的奇异积分方程分析界面裂纹和内部裂纹之间的相互作用”损坏和断裂力学 33-42 (1998)。

小田和広: "特異積分方程式による界面屈折き裂の解析"日本機械学会講演論文集. No.99-16. 725-726 (1999)

Kazuhiro Oda：“使用奇异积分方程分析界面折射裂纹”，日本机械工程师学会论文集，第 99-16 号（1999 年）。

小田和広: "特異積分方程式によるき裂と介在物の干渉効果の解析"日本機械学会講演論文集. No.998-3. 3-4 (1999)

Kazuhiro Oda：“使用奇异积分方程分析裂纹和夹杂物的干扰效应”日本机械工程师学会会议记录第 998-3 号（1999 年）。

小田和広: "特異積分方程式を用いた界面き裂と内部き裂の干渉効果の解析" 日本機械学会講演論文集. (発表予定). (1999)

Kazuhiro Oda：“使用奇异积分方程分析界面裂纹和内部裂纹之间的干扰效应”日本机械工程师学会会议记录（待发表）（1999 年）。