モアレ干渉法による高速破壊解析システムとその応用

莫尔干涉高速断裂分析系统及其应用

• 批准号: 07455044
• 负责人: 高橋 清
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07455044/
• 关键词: モアレ干渉法; 破壊力学; 解析システム; 高速破壊

本研究では、まず、モアレ干渉縞生成のための光学システムと試片に貼付する回析格子作成のためのシステムを完成させた。高速現象を観測の対象とする場合には、さらに、干渉縞の高速度撮影装置が付加される。これらシステムにより観測される干渉縞を解析するシステムも合わせて開発し、材料破壊時のき裂先端部の力学的解析にそれを応用した。(1)モアレ干渉計測装置の開発:モアレ干渉計測に必要なミクロン及びサブミクロンオーダの間隔を有する回折格子は高出力アルゴンレーザを用いて作製した。また、引張応力下にある有限の大きさの試片中の二次的な変位分布及びそのこう配をミクロンオーダで解析するシステムを完成させた。(2)モアレ干渉縞解析システムを高分子材料のミクロな変形・破壊強度評価にまず応用した。引張負荷をうける予き裂付の有限長サイズ供試材について実験を行い、き裂先端近傍(0〜10mm)においてモアレ干渉法によって評価される変位分布と無限大サイズを仮定する破壊力学理論により予測される変位分布との比較を行った。実測された変位分布はこれまで利用に供せられてきた破壊力学理論の予測値から大きく異なることが示され、その結果に基ずいて補正のための経験式を提案した。(3)静的テストによる以上の経験をもとにアクリル樹脂板をモデル材として取り上げ、この試片中を高速で進行する(毎秒100m以上)き裂についてこのシステムの応用をはっかた。(干渉縞の高速度撮影にはイメージコンバータ式カメラを製造会社から借用した。)高速破壊時のき裂先端部の開口は低速破壊時と比較して丸みをおびる傾向(クラックブランテイング)が見出されている。この傾向が一般性のあるものか否か、もしも一般性がある場合それがいかなる理由に依るものか研究することが今後の課題である。

This study で は, ま ず, モ ア レ dry involved stripe generated の た め の optical シ ス テ ム specimens と に TieFu す る back analysis grid made の た め の シ ス テ ム を complete さ せ た. High-speed phenomenon を観 measurement is targeted at とする situations where に に, さらに, and dry spots are equipped with high-speed imaging devices が and される. こ れ ら シ ス テ ム に よ り 観 measuring さ れ る dry involved stripe を parsing す る シ ス テ ム も close わ せ て open 発 し, material when broken 壊 の き crack apex of の mechanical analytic に そ れ を 応 with し た. (1) モ ア レ dry involved measuring device の open 発 : モ ア レ dry involved measuring に necessary な ミ ク ロ ン and び サ ブ ミ ク ロ ン オ ー ダ の interval を have す る inflexion grid は higher force ア ル ゴ ン レ ー ザ を with い て cropping し た. ま た, extension and 応 force under に あ る limited の big き さ の specimens の quadratic な - a distribution and び そ の こ う match を ミ ク ロ ン オ ー ダ で parsing す る シ ス テ ム を complete さ せ た. (2)モアレ analysis of システムを polymer materials モアレ ロな ロな deformation · breaking 壊 strength evaluation 価にまず応 use た た. Crack extension and load を う け る to き pay の finite length サ イ ズ selected material に つ い て be 験 を い, き crack apex nearly alongside (0 ~ 10 mm) に お い て モ ア レ dry involved method に よ っ て review 価 さ れ る - a distribution と infinite サ イ ズ を 仮 set す る broken 壊 mechanics に よ り be さ れ る - a distribution と の is line を っ た. Be measured さ れ た - a distribution は こ れ ま で using に for せ ら れ て き た broken 壊 の mechanics theory to measure numerical か ら big き く different な る こ と が shown さ れ, そ の results に ず い て corrected の た め の 経 験 type を proposal し た. (3) static テ ス ト に よ る above の 経 験 を も と に ア ク リ ル resin plate を モ デ ル material と し て in り げ, こ の specimens を in rapid で す る (above 100 m) in their seconds き crack に つ い て こ の シ ス テ ム の 応 with を は っ か た. (Katsuyoshi Kaoru High-speed Tsusuke に, メ, メ, ジコ, バ, タ, カメラを manufacturing company ら ら borrowed from た.)" When high-speed broken 壊 の き crack apex of の openings は low-speed broken 壊 と more し て pill み を お び る tendency (ク ラ ッ ク ブ ラ ン テ イ ン グ) が see out さ れ て い る. General の こ の tendency が あ る も の か no か, も し も general が あ る occasions そ れ が い か な る reason に in る も の か research す る こ と が で の subject in the future あ る.

项目成果

新川・高橋: "積層複合材のモードIき裂先端近傍におけるひずみ解析" 日本機械学会第73期全国大会講演論文集. Vol.I. 1-2 (1995)

Shinkawa 和 Takahashi：“层压复合材料 I 型裂纹尖端附近的应变分析”第 73 届日本机械工程学会全国会议论文集第 1-2 卷（1995 年）。

新川・高橋: "き裂周辺変位場計測へのモアレ干渉法の応用" 第45回応用力学連合講演会講演予稿集. 43-44 (1996)

Shinkawa 和 Takahashi：“莫尔干涉测量在裂纹周围位移场测量中的应用”第 45 届应用力学联盟会议记录 43-44 (1996)。