衝撃荷重および応力の基礎理論、計測・解析方法

衝突だけでなく落下などによる機械や構造物に衝撃が作用することがあり、衝撃に対する製品の信頼性の評価が求められることが多くなってきている。 　このような構造物に作用する衝撃荷重、それに伴って発生する構造物内の衝撃応力について適切に説明された参考書は少なく、初めて衝撃工学に触れられるかには理解しがたいのが現状である。 　そこで本講演では、機械、構造物の衝撃現象および構造物の衝突現象の基礎について、理論的な概念の説明、実験方法、解析方法を概説する。現象を理解するために必要な原理、概念をできるだけ数式を使わないでわかりやすく説明し、また実験にあたっての技術的な問題および現象の解釈についてケーススタディーを通して説明を行う。さらに有限要素解析における注意点についても触れる。

1. はじめに
2. 衝撃問題の考え方と基礎理論
   1. はじめに
   2. 応力波の伝播
   3. 棒の動的変形と応力
   4. 応力波の透過と反射
   5. 応力波の伝播と構造の振動
   6. 衝撃荷重をうけるはりの衝撃応答
   7. 自由落下するはりの衝撃応答
   8. 衝撃応答のまとめ
   9. 衝突による衝撃荷重
   10. 弾性体の衝突による生じる衝撃力と応力波
   11. 接触部の局部変形を考慮した弾性棒の衝突
   12. 弾性はりへの弾性棒の衝突
   13. 高分子フィルムの衝撃荷重の緩和効果
   14. 衝撃荷重のまとめ
   15. 応力 – ひずみ関係 (構成方程式) における動的効果の影響
   16. おわりに
3. 材料・構造物の衝撃応答の計測方法
   1. はじめに
   2. ひずみゲージによる測定
   3. ロードセル (荷重変換器) による測定
   4. 加速度計 (加速度変換器) による測定
   5. デジタル画像相関法 (DIC)
   6. 衝撃試験方法
   7. まとめ
4. 有限要素解析における注意点
   1. はじめに
   2. 動的有限要素法における注意点
   3. その他
5. ケーススタディー
   1. 円筒の衝撃圧潰試験
   2. 高速衝撃試験機による円筒に作用する衝撃荷重の測定
   3. 落球試験による衝撃荷重の低減効果の評価
   4. 動的曲げ試験による衝撃荷重の低減効果の評価
   5. ボールはんだ接合部の衝撃強度測定装置
   6. 炭素繊維強化積層板の衝撃強度測定装置
   7. 軟質材料の貫通強度評価
   8. 積層コンデンサの衝撃曲げ強度の評価
   9. 樹脂接着剤の衝撃強度評価および予測
6. まとめ