かたちのココロ

軟鋼平板の引張試験

SUBAL — 2009-12-21T23:52:20+09:00

この写真は、軟鋼平板の引張試験を実施したときに現れるリューダース帯（Lűders band）で、「絵とき　破壊工学　基礎のきそ」に掲載した写真です。今日は動画を撮ってYouTubeにアップしましたので、見てください。

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　ひたすら引張っては破断させるだけなのですが、引張試験は単純なようで奥が深いと思います。弾性変形が限界に来て降伏点に達すると、塑性変形が始まります。このとき酸化皮膜が鋼の変形についてこれなくて割れて剥がれ落ちます。これが、最大せん断応力になる45度方向にすべりが起きている様子を眼で見えるようにしてくれているのです。
　４５度方向と言っても右上がり左上がりの2方向がありますから、場所によっては少し複雑になります。

　こういうのは静止画より動画のほうが伝わりやすいでしょう。

YouTubeからの誘い

SUBAL — 2009-12-19T12:06:25+09:00

YouTubeからメールがきました。

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Your video 11th Annual Toothpick Bridge Contest has become popular on YouTube, and you're eligible to apply for the YouTube Partnership Program, which allows you to make money from playbacks of your video.
(手続き方法についての記載は省略)
We look forward to adding your video to the YouTube Partnership Program. Thanks and good luck!

The YouTube Team
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YouTubeにアップした11th Annual Toothpick Bridge Contestの動画が人気が出てきたので広告を載せてお金を稼ぎませんか、というお誘いです。

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この動画は、およそ２年前にアップして、今日までに26,933 回の再生回数になっています。私がアップした動画の中では最高ですが、これが多いといえるのか微妙ですね。

YouTube（Google）が広告主を集めて動画制作者に広告料を一定金額支払いながら、収入を得ようということでしょう。私は、この動画で小銭を稼ぐ気は今のところありませんが、ビジネスとしては面白いと思いました。

ただ動画を撮ったというのではなく、作品といえるようなものを作ってアップしてみるのも面白いかな。

SUS304の縦波音速

SUBAL — 2009-12-18T00:28:34+09:00

インターネットの世界で疑問に思った事を質問して知識や経験のある人に解答をもらうサイトがいくつかあります。Yahoo知恵袋は、大きいほうなのでしょう。ためになることもあるのですが、結構いい加減な解答もあります。そんな事は前提で利用しているのでしょう。
こんなのがありました。

「超音波探傷器を使用します。SUS304金属の音速を教えてください。」

SUS304は最もポピュラーなオーステナイト系ステンレス鋼です。質問者は、用語の使い方のぎこちなさからあまり経験がない人だと分かります。分からないから質問するのでしょうからそれは良いとして、問題はその解答です。

「弾性率と密度の比の平方根をとると音速が計算できます。弾性率が193 GPa、密度が8.03 g/cm3なので、4900 m/sと求められます。ちなみにここで使った弾性率は縦弾性率なので縦波の場合です。」

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音速＝√（弾性率/密度）と考えて計算するとこの答えのように4900ｍ/ｓになります。しかしこれ間違っています。超音波探傷ではSUS304の縦波音速は通常の鋼より少し遅い5780m/s程度になります。２割近いずれです。
じつはこれ、実際に超音波探傷をやったことがないけれど気体や液体の音波をかじったことがあるという人が陥りやすい間違いなのです。

SUS304で縦波音速が4900ｍ/ｓになることがあるのですが、それは超音波の波長より充分細い直径の棒を伝搬させる場合なのです。この場合の音速を棒の縦振動音速（Var　Velocity）といいます。5MHｚの超音波を使うとしたら、直径1ｍｍ以下ということになります。

自由固体の中での超音波の音速は、縦ひずみに対する横ひずみが拘束される事から、Var　Velocityよりは速くなります。ポアソン比による補正が必要なのです。このあたりは、「絵とき　超音波技術　基礎のきそ」に書いておきました。

なぜこの間違いを取り上げたかというと、アナログ超音波探傷器を使う場合であれば、探傷器の調整方法を基本通り実行すれば仮に音速について思い違いをしていても大きな間違いにはなりません。しかし、デジタル探傷器では音速が既知である試験体については探傷器に音速を設定して、これを元にエコーのデータを計算して表示してくれる機能が搭載されています。これを一知半解の人が使うと、きずを見落としたりきずではない形状に起因するエコーをきずと間違って認識する、などという基本的な間違いをしてしまう可能性があるのです。

気体や液体での音波や超音波に関して多少知識があるからと言って、安直に固体の超音波には当てはめないでくださいね、ということです。

ＢＭＷ003　Turbojet Engine のＣＧ

SUBAL — 2009-12-16T23:50:11+09:00

今回も学生の作品ですが、第二次世界大戦中にドイツで作られたターボジェットエンジンＢＭＷ003のＣＧです。
１９４４年（昭和１９年）にドイツからかろうじて持ち帰った１枚のＢＭＷ003の図面をヒントに、日本初のジェットエンジンネ20が開発されました。そのエンジンのＣＧをＳｈａｄｅというソフトを使って描いています。

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断面図からＣＧを起こしていくのですが、断面図からエンジンの立体的なかたちをイメージできなければなりません。また、当然断面図には描かれていない事も3Ｄの形状として作っていかなければなりませんから、つくり手にターボジェットエンジンについての素養が問われることになります。そんな事を考えると、ＣＧの作成は単なるお絵かきではなくなります。

ＢＭＷ003はネ20とは違ってカットモデルが現存しています。

ちょっと比べてみましょう。
今年の４月には、ＳｈａｄｅもＣＧもやったことのない学生でした。多少教えはしましたが、おぼえは早いですね。

動画　Ｊ34ターボジェットエンジン　カットモデル

SUBAL — 2009-12-15T00:40:22+09:00

Ｊ３４ターボジェットエンジンのカットモデルがアクセサリーまで進んだ事を報告しましたが、今日はその動画です。
手動で回すのですが、やはり回して見れるのは良い事です。このエンジンはWestinghouse社製ですが、Westinghouse社がジェットエンジンを作っていたころよく売れたエンジンで、日本では対潜哨戒機に搭載されていました。欧米では、車に搭載してＪｅｔ　Ｃａｒにするのに使われる事もあったようです。 YouTubeにＵＰすると、関連動画が出てくるのですが、タイトルを英語にしておいたら、すぐに沢山の関連動画が現れました。

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これは、エンジンテストですね。火を入れたエンジンは生き物のようで迫力があります。私のところではこのエンジンに火を入れる事はできないのですが、構造や仕組みをゆっくり学ぶ事にしましょう。

ＨⅡ-Ａスケールモデル

SUBAL — 2009-12-11T23:46:50+09:00

学生が作ったＨⅡ-Ａ202の1/67スケールモデルです。
２段目が切り離せるようになっています。フェアリングの中には衛星も格納されています。

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先日後継のＨⅡ-Ｂの打ち上げが成功して、今後はＨⅡ-Ｂへ移行するようです。

実は、卒業生でこの仕事に携わっている者が多くいます。ＨⅡ-Ａについて調べてまとめる過程で、こうしてモデルを作ってみることによって見えてくることがあります。

百均で購入できるようなありふれた材料でモデルを作ってという行為は、今の若者はやったことがない人が多いようです。苦労するようですが、実際に作ってみると色々な知恵が出てきて楽しくなるものです。このロケットでも、隔壁はスプレー缶の底に紙粘土を張って乾かして作ったと話していました。こういうことを思いついた瞬間というのが楽しいのですね。

メカトンボを飛ばしてみる

SUBAL — 2009-12-11T01:58:56+09:00

先日紹介した「メカトンボ」を飛ばしてみました。
なかなか面白いですね。

YouTubeにアップしました。

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総重量は23.7グラム。尾部についたプロペラ（文字通りテールロータ）を回転させて旋回します。飛行機でいえばラダーだけで旋回するようなものです。旋回のコントロールに上手い下手が出るようです。私がやると旋回で失速します。ラジコン飛行機を趣味にしている学生は、さすがに操縦が上手い。
こんなので飛ぶのだ、と驚きの声が上がっていました。色々考えていうネタは、沢山出てきそうです。

つまようじブリッジ　350キロの新記録

SUBAL — 2009-12-09T01:33:49+09:00

つまようじブリッジコンテストは一昨年に終わりましたが、「つまようじブリッジチャレンジ」として新記録への挑戦が続けられています。昨日２００９年１２月８日、350キロの新記録が達成されました。ビデオをアップはまだできませんが、とりあえず速報です。

次のYouTube動画は、昨年310キロの記録が生まれたときの映像です。

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作った作品は当初４グラムの重量オーバーで、前夜深夜まで減量に励んでいたようです。
300キロを超える世界は、破壊の仕方も200キロ台とはちょっと違っていました。

J34エンジンのカットモデル　アクセサリー

SUBAL — 2009-12-08T01:04:49+09:00

昨年学生たちがJ34エンジンのカットモデルを作りましたが、後輩が引き継いでギアボックス・オイルポンプ（トロコイドポンプ）・タコメータ・FCU（燃料コントロールユニット）をカットして展示する事に取り組んでいました。
大体できたようです。タービンコンプレッサのシャフトにべベルギアを介してつながったギアボックスからそれぞれのアクセサリーに回転を伝えています。

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カットモデルにしてなおかつ回転するようにするのは難しいのですが、コンプレッサーを回転させると、ギアボックスのギアが回転するところが見えてオイルポンプ（右側）とタコメータが連動して回ります。
ターボジェットエンジンのカットモデルとしては完成度が高くなったと思います。ここまでのカットモデルは日本国内にほかにありますかね。少なくとも私は知りません。
ターボジェットエンジンはジェットエンジン（ガスタービンエンジン）を原理的に学ぶにはシンプルで良いと思います。
後輩が学びやすいようにという事で取り組んでいましたが、作ったものたちが沢山の事を学んでいるということでしょう。

メカトンボ

SUBAL — 2009-12-05T19:40:13+09:00

私の女性飼育員は時々檻の中に珍しいえさを投げ入れて、私が食いつくかどうか、どのように食いつくか観察して楽しむという癖があるようです。
今回投げ入れられた餌がこれ、ラジコンで飛ばすトンボ「メカトンボ」です。羽ばたいて飛ぶトンボ型の飛翔体のようです。
これ面白そう。現代の飛行機が急速に発展した根拠の一つが、羽ばたかない翼という発想だったとされています。鳥や昆虫のように翼を羽ばたかせて揚力と推力を両方得るという事をやめて、翼は動かさず（固定翼）揚力の発生に専念させて、推力は強力なエンジンを使って空気を後方に投げ出すことによって得ています。

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鳥や蝶々の飛び方を見ていると、やはり飛行機の発想の転換はすごいなと思います。
トンボは、飛行機のかたちによく似て蝶々に比べれば格段のスピードで飛ぶにもかかわらず、ひとところに止まって浮いているホバリングもできるのです。なんかこいつは気になるのですよね。
YouTubeを覗くと、すでに飛ばしている動画が公開されています。飛んでいますね。コントロールも可能なようです。ホバリングをしている動画はさしあたり見つかりませんでした。
ちょっとやらなきゃならないことがいっぱいあるのですがね。飼育員さん、私の嗜好をよくご存知で、やってみたくなるじゃぁないですか。明日の天気は？荒れそうだなぁ。
ところで、このメカトンボ定価は8379円とのことです。amazonでは7900円で売っています。飼育員さんずいぶん高い餌を買ってきたな、と箱を見ると、6980円・4980円・3000円という値札が「値下げ価格」として張られています。飼育員さんに確認したら、1500円で売っていたそうです。苫小牧駅近くのイトーヨーカ堂の閉店セールの中で見つけたそうで、これは「がさばるからともかく持っていてくれ」という値段でしょう。こういうおもちゃは売れないのですかね。

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軟鋼平板の引張試験

YouTubeからの誘い

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