解析講座 破壊力学について 〜(1)破壊力学の基本事項〜 東京理科大学 理工学部 機械工学科 岡田 裕 様

<目次>

  1. 破壊力学と大事故の歴史。
  2. 線形破壊力学の基礎(応力特異性について)。
  3. き裂先端の応力特異性について。
  4. エネルギ解放率の考え方
  5. 結び

1. 破壊力学と大事故の歴史

本稿では、著者が講習会や大学の学部4 年生や大学院向けの講義などで破壊力学の紹介をするときの話の流れに従い、き裂の力学や破壊力学パラメータ、そしてその計算法、解析例などについてご紹介します。まず始めに、「破壊力学解析」について、き裂の応力特異性に関連することから述べていくことにします。
大変残念なことに、破壊力学は人命の損失に関わる重大事故がきっかけとなり発展してきた歴史があります。有名なところでは、1953 年から1954 年にかけて発生したイギリス製のジェット旅客機(コメット機)の墜落事故を挙げることができるでしょう。コメット機は1952 年に世界で初めての商用ジェット旅客機として就航しました。今では当たり前ですが、高高度を飛行するために機体胴体が与圧される構造でした。そして、飛行中に突然墜落するという事故が連続して発生しました。
調査の結果、事故は窓枠の角部(図1)に応力集中が発生し、疲労き裂の発生と進展、さらに最終的にき裂が...

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