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Newman-Raju の解

平板にある表面き裂(半楕円)の応力拡大係数を求めるソフトを公開します。

Rajunewman_solution  応力拡大係数(K)は、き裂先端付近の応力状態を表す係数で、き裂ある部材の破壊に対する抵抗を示す値として使えます。実際にその値を求めようとすると、ハンドブックなどを参照して結構面倒な計算をしなければなりません。そこで、平板にある表面き裂について簡単に応力拡大係数を求めるソフトウエアを作ってみました。

図は、計算例です。

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Newman_rajuこのソフトウエアでは、Newman-Raju の解を使っています。

Newman,J.C.Jr. and Raju,I.S.,'Stress Intensity Factor Equations for Cracks
in Three-Dimensional Finite Bodies',NASA Technical Memorandum 85793,1984

こちらにオリジナルの論文(PDF)があります。

Rajunewman 東大の酒井・泉研で公開されているフリーソフト「FlawED」を使って検証してみたのが、左の図です。とりあえずよさそうです。ちゃんと勉強をした人は「FlawED」を使いこなせば便利ですが、やはりこれも初学者には少しハードルが高いように思いましたので、学習用に作ってみました。

Newman-Raju の解にはあと4つあるのですが、追々追加してゆきたいと思います。

今日の記事は、破壊力学を勉強していない人にとっては???でしょう。ここでは噛み砕いて説明するのをサボっています。わかるよ、という方使ってみての意見を聞かせていただければありがたいです。あくまでも応力拡大係数を理解するための教育ツールとして考えてください。

「newmanraju_solution.zip」をダウンロード

追記:2009年3月に「絵とき 破壊工学 基礎のきそ」(日刊工業新聞社)を出版しました。

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コメント

こんにちは。おもしろそうなものができましたね。これがわかりやすく使えれば、強度や破壊に関する基礎知識が広まるのではと期待しています。私も覚えかけのVisualC#で何かつくってみたくなりました。

投稿: KADOTA | 2008年10月14日 (火) 12時56分

KADOTA さん こんばんは

応力拡大係数の考え方は、工学的でシンプルなのですが、形状に関する係数が、見たとたんにげろを吐きそうな式が並んでいるわけです。こんなのは、計算なら忠実にやってくれる「パソコン」任せたほうが賢いですよね。以前からいつか作ろうと思っていたのです。そしたら東大酒井・泉研のHPにフリーソフトが公開されているのを見つけました。
これで少し肩の荷が下りました。このソフトへ橋渡しをするような教育的なソフト、というところにターゲットを絞りまして、これから作ってゆきます。

投稿: SUBAL | 2008年10月14日 (火) 20時24分

Newman & Raju の懐かしい論文を思い出しました。彼の論文のFIG.5に私の実験データが引用されています。ちょうど31年前の疲労亀裂進展の実験でした。Newman のように応力拡大係数の実験式をつくりかけましたが、より多くの実験が必要と考え、中断してしまったことを思い出します。

投稿: K. Hirakawa | 2008年10月15日 (水) 00時57分

K. Hirakawa さん こんばんは

破壊力学に関する外国の文献を読んでいると、参考文献に日本人の名前がよく出てきますね。

>彼の論文のFIG.5に私の実験データが引用されています。

この記事で紹介した論文ですか?
REFERENCESの(11)NISHIOKAさんの名前で出ている論文なのかな、と推測しました。見当違いかもしれません。

Newman- Rajuの解は、式になっているのでプログラムをするのには楽でした。

投稿: SUBAL | 2008年10月15日 (水) 20時18分

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