衝撃波による破壊力学の研究

冲击波断裂力学研究

基本信息

批准号：
02252201
负责人：
阿部博之
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

はじめに予備的な段階としてき裂の弾性衝撃問題を対象に,動的ラインスプリングモデルという独自の解析手法を導入し,解析を実施した。さらに同モデルを弾塑性問題にまで拡張し,き裂の弾塑性衝撃応答を解析した。これらを踏まえ,準ぜい性材料における非線形非定常衝撃波動と衝撃波形成・伝ばの一次元問題解析と内部発熱と塑性ひずみ速度依存性を考慮した一軸構成則の検討を実施した。成果をまとめて以下に列記する。1.準ぜい性材料における非線形非定常波動伝ぱの一次元問題を扱い,連続体損傷材料モデルに基づく解析手法を考案し,Westerly花崗岩を例にとり衝撃波形成過程を解析した。これにより以下の結果を得た。すなわち棒材の一端に圧縮波を入射し,それが反射して引張波が発生すると,やがてマイクロクラックが形成され,波動伝ぱ速度が小さくなる。ひずみが最大値をとる位置まではその後方に比べ波動伝ぱ速度が小さくなることに起因して,衝撃波の形成過程が進行することを明らかにした。2.公称ひずみが60〜70%程度の大ひずみ域で,10^4sec^<ー1>程度の高ひずみ速度域を対象として,Malvern型の塑性ひずみ速度依存型構成則を補足・拡張した一軸構成則の形式を決定した。さらに同構成則の検証を目的として,構成式の時間特性を,鉛の試験片とイメ-ジ・コンバ-タ・カメラを用いて検討し,一次元縦衝撃の数値解と比較した。その結果,解析は一次元を基礎として行っているため,衝撃端近傍では実験値と計算値は一致しないが,衝撃端から約20mmより後方においては両者はよく一致することを確認した。これにより本構成則は,大ひずみ域で発生する,固体内を伝ぱする衝撃波の挙動を検討する際の構成則として妥当であることを明らかにした。

首先，作为初步步骤，我们引入了一种称为动态线弹簧模型的独特分析方法，以针对裂纹的弹性影响问题并进行了分析。此外，该模型已扩展到弹性问题，并分析了裂纹的弹性影响响应。基于这些因素，我们对非线性非稳态冲击波和冲击波形成和准脆性材料的传播进行了一维分析，并研究了单轴构成规则的研究，这些规则考虑了内部热量产生和塑性应变率的依赖性。结果如下列出。 1。我们处理了半脆性材料中非线性非稳态波传播的一维问题，并设计了基于连续损伤的材料模型的分析方法，并以西风花岗岩为例分析了冲击波形成过程。这给出了以下结果：也就是说，当压缩波入射在杆的一端，并且反射并产生拉伸波时，最终形成了微裂纹，并且波传播速度降低。显然，由于波从后部到应变达到其最大值的位置的波传播速度的降低，冲击波形成过程的发展。 2。确定了补充并扩展到Malvern型塑性应变率依赖性本质定律的单轴本构定律的形式，靶向大约10^4sec^<-1>的高应变范围，在较大的应变范围内，名义应变约为60-70％。此外，为了验证相同的本构规则，使用铅样品和图像转换器摄像机检查了本构方程的时间特性，并将其与一维纵向影响的数值解相比。结果，由于分析基于一个维度，因此实验值和计算值在冲击边缘附近不匹配，但是它们被确认可以很好地匹配在冲击边缘的后部，从冲击边缘后面约20毫米。这表明，当研究在大型应变区域内发生的冲击波行为时，该组成规则是合理的。