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2009年6月

『応力集中と引張強さクイズ』途中経過と薔薇一輪

10日間の期間で行っている『応力集中と引張強さクイズ』ですが、ちょうど折り返し点です。

この時点で、

* 23kN 17票

* 35kN  6票

* 61kN  5票

* 69kN  5票

穴のない板の破断荷重69kNに対しておよそ1/3の23kNが全投票数(33)中およそ半分の17投票でダントツ1位です。ほかの3選択肢はほぼ横並びというところですね。果たして多数の支持を得ている23kNが正解でしょうか?解答は7月5日です。

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全ページカラーのねじ新書

ブログ仲間でもあるKADOTAさんの新刊書「ねじのひみつ」(サイエンス新書:ソフトバンク クリエイティブ)が届きました。

ほんの少しだけですが、協力をさせてもらいましたので献本という形でいただきました。この本の出版にわずかとはいえ貢献できたことは誇りです。

Nejishinsyo 帯のキャッチコピーには「ねじの規格からはたらきそして歴史から流通まで」とあります。身の回りにたくさんあることは知っていながらその名前すら良く知らないねじ、このねじのことがコンパクトにまとめられています。新書版ということもあって、かばんのポケットに忍ばせておいて疑問に思ったときにすぐ開いてみるという使い方ができそうです。

でも私はこの本の真骨頂はあんちょこ的な使い方ではないように思います。この本の見所は、ねじの材料から製造法までが現場の写真や図解つきで書かれていることです。裏表紙のキャッチコピー「ねじを学んでものづくりの世界をのぞいてみよう」というのが、内容を端的に表しています。ねじをつかうものづくりと、ねじづくりからみるものづくり・・・両方の視点から学べます。

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愛と愛との間に人がいる

「応力集中と引張強さ」のクイズ、投票期間を10日間にしましたが、ちょっと長すぎましたかね。でも公表したことなので、あと1週間続けることにしましょう。

昨日IHIの方が職場を訪問されていろいろとお話しをしました。昨年、石川島播磨重工業という名前からアルファベット3文字に名称変更しました。ロゴマークや略称として使っていましたから違和感がないですね。「愛と愛の間にH」ではなくて「愛と愛の間に人」と解釈するのだそうです。

Cimg3111 破壊工学本の中に「石川島播磨技報」に掲載されていた論文中の写真を引用させていただきました。そのときにお世話になった方も昨日お見えになりました。お土産ということであるものをいただきました。作業着ヘルメット姿の頑固そうなおじさんフィギャーがついています。およそ20年前になりますが、私もこんな姿で現場にいました。こんなにごつくはありませんでしたがね。で、これは何かといいますと・・・・

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エゾウサギ出現

Cimg3074a 21日日曜日は出勤でした。キャンパスの中を歩いていると、見慣れない動きをする動物を見つけました。近づいて写真を撮ろうとするとぴょんぴょん撥ねて逃げます。

Cimg3074 写真を撮って拡大してみると、ウサギでした。

狐や鹿は見かけることがあります。ウサギは野生のものを見たのは初めてです。

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応力集中と引張強さ

今日はクイズです。応力集中と引張荷重での破壊に関する問題です。

Stress_concentration 写真(クリックすると大きくなります)のような寸法(長さl=220mm・幅w=37mm・厚さt=4.0mm)の鋼材(SS400)の帯板を用意しました。Bのほうには真ん中に直径6.0mmの貫通穴があいています。AとBの両方を引張試験にかけて破断させました。穴のないAは69kN(7000kgf)で破断しました。Bはどのくらいの力で破断するでしょうか。次の中から選んでください。

niftyのブログパーツ「投票」を試しています。あまり難しく考えずにクリック(投票)してみてください(追記:投票は締め切りました)。ヒントは続きで・・・・

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暗闇に光るもの

Cimg2113b この写真、なんだと思いますか?暗闇に怪しく光っています。

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フローライトの青色蛍光

いろいろな石に紫外線を当ててみましたが、近紫外線で蛍光を発するものは少ないようです。

Cimg3032 それでも蛍石(フローライト)では、美しい蛍光を見ることができました。自然光の元では緑色でこれも充分きれいです。

Cimg3033 これにブラッライトを当ててみると、青色に光ってきます。闇の中で静かに光っているのをみると不思議にうれしいですね。

Cimg3034 同じ石の別の角度からの写真です。

Cimg3037 ブラックライトを当てると右下の不純物(?)が赤茶色にぽつんと浮かび上がって良く見えます。その周りが紫に見えるのは、ブラックライトの当てる角度によって出てくる色です。

写真の撮り方も少しは進歩しましたが、まだまだです。はまりそうです。

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ほっとする一杯

家に帰って自分の時間に帰るときに最近よく飲む飲み物に「チャイ」があります。

Cimg3031  「シナモン&ジンジャーが香るミルクテー」とのことです。シナモンテーは好きな飲み物です。当地は朝晩はまだ冷え込んでいますが、これを飲むと体の芯がじわっとぬくもります。コーヒーカップは、萩焼に絵付けを導入したベアティル・ペアソンさんの作品でお気に入りのものです。昼間の仕事から、「夜の仕事」へ切り替えるスイッチの役割をしてくれます。

アラウンド・サーティーを略して「アラサー」の女性の友人から、私らの世代を「アラカン」というのだと教えてもらいました。嵐勘十郎を一瞬思い浮かべてしまいましたが、そうではなくて「もうすぐ還暦」という意味らしいのです。

この歳になってもチャレンジングな仕事ができることは幸せなことです。これを言い換えると貧乏暇なしということですが・・・。「チャイ」を飲んで頑張ることにしましょう。

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ヘンミの携帯型計算尺

Cimg3028a 鉱山技師をしていた義父から「荷物を整理していたら出てきたので」ということでプレゼントしてくれたのが、写真の計算尺です。かつて大きいものをもらっていました。これは全長で100mm強。作業着の胸ポケットに入るサイズです。

メーカーはヘンミ。竹製です。すでにヘンミでも竹製は作っていません。状態の良い皮製ケース付です。これは貴重。

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茶色に蛍光するアンモナイト

昨日の記事でオレンジ色に蛍光を発するアンモナイトの記事を掲載しましたが、271828 さんによると、『蛍光鉱物&光る宝石 ビジュアルガイド』の著者山川倫央さんがコメントしてくれているようです。

『オレンジ色に発光するのがクール!で 方解石に含まれるマンガンと微量の鉛によるもの』

山川さんの本には蛍光色と鉱物・微量元素の関係を示す表が掲載されています。

先日撮影したアンモナイトの別の写真を掲載します。

Anmo5 このアンモナイトは、こちらの記事にした表面が虹色に輝くアンモナイトの化石です。このアンモナイトに紫外線を当ててみました。

Cimg3022b この虹色の部分は紫外線を当てるともちろん虹色は消えますが、蛍光も発しませんでした。ところが背中の部分に帯状に蛍光するのが観察できました。立てかけているのは方解石です。

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蛍光を発するアンモナイトの化石

271828さんのブログ記事に触発されて、アンモナイトの化石をブラックライト(紫外線照射灯)で照射してみました。期待したほどきれいな蛍光は観察できなかったのですが、とりあえず第1弾として・・・。

Ammo2 こちらの化石、真っ二つに割った断面です。空洞部分は透明な石で満たされています。おそらく方解石(カルサイト CaCO3)だと思われます。これに紫外線(波長:320~400nm)を照射してみましたが、蛍光を発しませんでした。

Cimg3020b こちらは、これをひっくり返した表側です。これにブラッライトを当ててみると・・・。

Cimg3019a オレンジ色に光っている部分があるのが観察できました。安いデジカメで撮影しているので、ピントが微妙にあっていませんweep。それと青白く写っているのは繊維のほこりですcoldsweats01。次に撮影するときは、このあたりを気をつけてきれいな写真を撮ることにしますgood

この写真、実際に肉眼で見たものとは印象が少し違います。そこで明るさとコントラストを調整してみます。

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天王洲ふれあい橋と渡良瀬橋(3)

天王洲ふれあい橋は、20世紀の後半に作られた珍しいピントラス橋です。ピントラストは、部材をピンで接合された構造のトラス橋です。

Bridge7 KADOTAさんから提供していただいた写真にピンによる接合部が写っています。ピンで部材を接合することはトラスにとっては本質的な意味を持っています。回転自在になるように部材をつなげることによって部材に曲げの力がかからないようになります。部材には引張りか圧縮の力しかかからないようになり、少ない部材を使ったシンプルで丈夫な構造になります。

19世紀半ばにトラス橋が考案されて、1870年代から盛んにトラス橋が建造されるようになりました。当初はトラスの理論に従ってピン接合の橋として作られていきました。しかし、次第に接合部はガゼットプレートという鉄板に何本かのボルトでつなぐ剛接合の橋が多くなり、1930年あたりから以降はピン接合の橋はほとんど作られなくなりました。なぜかというと・・・

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天王洲ふれあい橋と渡良瀬橋(2)

Bridge5 天王洲ふれあい橋について続きです。写真はKADOTAさんから提供していただいています。

前の記事で、路床が見せる曲線は上向きに引張りあげられて形作られていると書きました。では、路床を引張っているのはどの部材でしょうか。

Trussfreai 名古屋工業大学市之瀬研究室にある「構造力学入門ソフト トラス解析」を使って、少々単純化したモデルで解析してみます。

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天王洲ふれあい橋と渡良瀬橋(1)

Bridge3  ちょっと前のことになりますが、KADOTAさんのブログでこの橋の写真を見たとき、面白い形だなと思いました。天王洲ふれあい橋という名の車は通れない歩道だけの橋のようです。全長は判りませんが、そう長い橋ではありませんね。

トラス構造の橋です。橋の構造というのは、人や車や鉄道が乗る路面にかかる力を支えるためにあると言ってよいでしょう。路面の上に構造があるのを「下路」といい、路面の下に構造があるのを「上路」といいます。天王洲ふれあい橋は下路のプラットトラス構造の橋です。

私が面白いと思ったのは、路面がアーチ状に湾曲していることです。

この湾曲は実際に渡ると、短い橋でありながら「橋を渡って彼岸へ行った」という感覚になるはずです。ドラマチックな感覚になる。

森高千里自身が作詞して歌っている「渡良瀬橋」という歌を松浦亜矢がカバーしているこちらの映像に写っているのが天王洲ふれあい橋です。ドラマのロケにもよく使われているようです。

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幣舞橋

ブリッジコンテストをおよそ10年間一生懸命にやってきて、知らないうちに橋が好きになりました。旅行をして面白いかたちの橋を見つけると、とてもうれしく幸せな気分になります。

私が少年時代をすごした釧路市には幣舞橋がありました。もちろん今でもあるのですが、現在の幣舞橋は1977年に竣工した5代目の橋で、私が少年時代に渡っていた橋と同じではありませんが、今の橋も当時の雰囲気を残しています。

釧路市の市街地を南北に分断する釧路川にかかる全長は100mをちょっと越えます。美川憲一の「釧路の夜」の3番の歌詞に出てきますので、この歌のカラオケの画像には良く登場します。

幣舞橋の映像としてはこちらのほうが動画であり、趣があります。

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笹切りショー

5月30日(土)は娘の学校の体育大会でした。これで、体育大会応援は最後になります。運動会や体育大会が開かれる5月の末は、晴れれば厚く曇れば寒いという微妙な季節です。

Cimg2963 この日は、朝のうち曇りで昼ごろ晴れるというちょうど程よい気温でさわやかでした。歳のせいですかね、子供たちが美味しそうに無心に食べている姿と一生懸命走っている姿をみると幸せな気分になります。なかなか良い青空でした。

Cimg2966 夕食は家族で回るおすし屋さんへ行きました。焼肉がのったおすしもなかなかいけていました。ほとんど食べるところはないのだけれど、だしが良く出ているかに汁も美味しい。

いきなり店の明かりが暗くなり、ショーが始まりました。

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ボルトの疲労亀裂進展

丸棒・ボルトの応力拡大係数をAPIの解で求めて、パリス則と組み合わせて疲労亀裂の進展の概要を求めるソフトを公開しました。この活用例を・・。

Stintfbolt  左の図は、直径40mmの丸棒に200MPaの引張り応力がかかった場合の亀裂深さと応力拡大係数(K)の関係を示したものです。亀裂が進展するとともにKが加速度的に大きくなることが判ります。Kの大きさは、疲労亀裂の進展速度に関係してきます。鋼の場合は疲労亀裂の進展速度はKのおよそ4乗に比例してきます。

Boltgatigue 0.5mmの初期亀裂があり、200MPaの引張り繰返し応力がかかった場合にパリス則を使って疲労亀裂の進展を計算したのが左の図です。材質としてはS25Cとしてします。355900回で破断するとなっています。5mmあたりから急激に立ち上がっているのが判ります。実は、応力拡大係数を計算する際の適用範囲であるaが1.2R0(=24mm)を超えたところで計算を止めていますが、このあたりでは100回で10mm以上亀裂が進展する計算になっていて、この時点をほとんど破断と考えて差し支えないところにきています。

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