潜在界面端き裂の概念の提案とそれに基づく異種接合材の統一的な強度評価方法

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本研究では,異種接合材料の接合界面端に微小なき裂を導入し,このときのき裂先端の応力拡大係数をもとに強度評価を行う潜在界面端き裂の概念を提案し,その有効性を検討する.界面端近傍の形状により応力拡大係数がどのように変化するかを検討するとともに,申請者がこれまでに行ってきたき裂がない場合の自由縁応カ特異性の発生・消失との関係についても検討を行う.平成10年度は以下のような研究成果を得た.(1) 接合界面端近傍に微小なき裂を導入したときの応力拡大係数と,き裂が存在しない場合の自由縁応力特異性の強さの関係について,境界要素法を用いて検討を行った.その結果,き裂の大きさが十分に小さく,かつ界面に近い場所に存在する場合には,界面端近傍き裂の応力拡大係数とき裂がない場合の特異性の強さは比例関係にあることがわかった.その比例係数は,き裂長さとき裂界面間距離の比の関数になると考えられる.(2) 界面端微小き裂の応力拡大係数と自由縁応力特異性の強さの関係について境界要素法を用いて検討を行った.その結果、界面端微小き裂の応力拡大係数とき裂がない場合の自由縁応力特異性の強さの間には良好な比例関係があることがわかった.この関係は,界面と自由縁が直交している場合だけでなく,接合角度の組合せを変化させた場合にも認められた.以上の結果から,接合界面端近傍に存在する微小き裂の応力拡大係数をき裂がないと仮定したときの応力特異性の強さから推定することが可能である.また,潜在的な界面端微小き裂の応力拡大係数を用いて,接合界面の強度評価を行うことは可能であると考えられる.