異材接合端の応力特異性出現・消失のマクロ・ミクロ解析を用いた最適接合形状の逆設計

利用异种材料接头端部应力奇异点的出现和消失的宏微观分析进行最佳接头形状逆向设计

• 批准号: 06650108
• 负责人: 久保 司郎
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06650108/
• 关键词: 異種接合材; 応力特異性; 境界要素解析; 分子動力学解析; 逆設計; 最適形状設計; 直交異方性材料; 振動特異性

本研究では,応力特異性の消失に基づいて異種材料接合体の総合強度を高めるように,接合材の最適な幾何学的形状を求める逆設計を行った.まず,接合端のマクロな応力特異性の固有値解析を行った.この理論的展開の有効性を境界要素マクロ解析と分子動力学ミクロ解析により確認し,接合端で応力の特異性が消失する幾何学的条件を明らかにした.次に,この特異性消失の幾何学的条件を満足させながら界面上の垂直応力あるいはせん断応力が最小になるように,界面の形状あるいは接合体自由表面の形状の最適逆設計を行った.さらに,界面欠陥同定に対して,電気ポテンシャルCT法を適用した.主な研究成果は,以下の通りである.1.直交異方性連続体の接合について,接合端のマクロ応力特異性を特性方程式により求める理論解析を行い,特異性が消失するような接合端の幾何学的条件が存在することを明らかにし,その条件を議論した.2.境界要素法によるマクロ解析を用いて,界面端近傍の応力を調べ,理論的予測通りの指数の応力特異性が現れ,また接合角の変更により指数型および対数型の特異性が消失することを確認した.3.分子動力学法を用いて,接合端のごく近傍のミクロ解析を行い,マクロ解析の結果が,分子動力学解析結果と対応することを示した.また,振動特異性の存在下ではき裂長さの相違によりき裂先端場に位相変化が生じることを明らかにした.界面き裂からの破壊挙動に及ぼす負荷モード,き裂長さ,界面強度の影響を調べた.4.接合端で特異性消失条件を満足し,界面で最大垂直応力あるいは最大せん断応力が最小になるような最適接合形状を求める逆設計を行った.このような逆設計が可能であることを示し,形状の条件を明らかにした.5.電気ポテンシャルCT法により界面欠陥の同定ができることを数値的および実験的に示した.

In this study, the mechanical properties of the joints of basic materials are very high, and the shapes of the most suitable shapes of the bonded materials are calculated. At the end of the joint, there is an inherent analysis of the properties of the joint. The development of the theory has its own boundary elements, molecular dynamics, molecular dynamics, confirmation, disappearing of forces at the joint end, conditions for learning. On the interface, the vertical force, the breaking force, the minimum force, the shape of the interface, the shape of the free surface of the joint, the shape of the free surface of the joint, the shape of the interface, the shape of the interface, the shape of the free surface of the joint, the shape of the interface, the shape of the free surface of the joint, the shape of the interface, the shape of the free surface of the joint, the shape of the interface, the shape of the free surface of the joint, the shape of the interface, the shape of the free surface of the joint. The interface is not the same as that of the interface, and the CT method is used. The main content of this paper is the research results, which are listed below. 1. The equation of the property of the square body of the straight cross, the equation of the property of the joint, the analysis of the theory, the disappearance of the property, the condition of the joint, the condition of the joint, the equation of the property, the equation of the equation, the analysis of the theory, the analysis of the theory, the disappearance of the property, the condition of the joint, the condition of the joint, the condition of the joint. The boundary element method is used in the analysis of the boundary element method, the interface is near the end of the interface, the theoretical value is measured, the connection angle is measured, the connection angle is changed, the numerical property disappears, and the confirmation is confirmed. 3. The molecular dynamics method is used to analyze the results, and the results of molecular dynamics analysis are shown in the results of molecular dynamics analysis. In the presence of vibration properties, the phase of the crack at the end of the crack is changed in the presence of vibration properties. The interface crack fracture behavior and stress stress, the crack length, the interface strength is very important. 4. The characteristic disappearing condition of the joint end is sufficient, and the interface "maximum vertical force", "maximum force", "maximum force", "minimum force", "minimum force", "the best joint shape", and the reverse calculation method. If you want to use the reverse setting, you may have a clear indication of the shape condition and the shape condition. 5. The interface of the CT method does not show that the number of customers is the same as that of the customer.

项目成果

中田匡浩: "分子動力学法を用いた界面き裂の挙動評価" 日本機械学会第72期通常総会講演会講演論文集. (発表予定). (1995)

Masahiro Nakata：“使用分子动力学方法评估界面裂纹行为”日本机械工程师学会第 72 届普通大会论文集（待发表）。

Seiji IOKA: "Free-Edge Stress Singularity Its Disappearance in Bonded Dissimilar Materials Under Thermal Stress Loading" 1st Int.Symp.on Thermal Stresses and Related Topics. (発表予定). (1995)

Seiji IOKA：“热应力加载下粘合异种材料中自由边缘应力奇异性的消失”第 1 届 Int.Symp.on 热应力和相关主题（即将发表）。

Jirasak Sarasinpitak: "電気ポテンシャルCT法による異種接合界面の欠陥同定" 日本機械学会第72期通常総会講演会講演論文集. (発表予定). (1995)

Jirasak Sarasinpitak：“使用电位 CT 方法识别异种连接界面的缺陷”日本机械工程师学会第 72 届普通大会记录（待提交）。

井岡 誠司: "熱応力負荷下における異種接合材料の最適形状設計に関する基礎的検討." 日本機械学会講演論文集. No.940-30.Vol.1. 181-183 (1994)

Seiji Ioka：“热应力载荷下异种连接材料的最佳形状设计的基础研究”，日本机械工程师学会论文集，No.940-30.Vol.1 (1994)。

井岡 誠司: "異種接合材の界面端部における複数・複素数型応力特異性の発生に関する検討" 日本機械学会関西支部第70期定時総会講演会講演論文集. (発表予定). (1995)

Seiji Ioka：“异种连接材料界面边缘发生多重/复杂应力奇点的研究”日本机械工程师学会关西分会第 70 届年会论文集（待提交）。