剛線包含

剛性線状介在物(補強材とも呼ばれる) は、固体力学でマトリックス材料内に分散した狭い硬質相を表すために使用される数学モデルです。この介在物は、無限に剛性が高く薄い補強材として理想化されており、一種の「逆」亀裂を表します。このことから、「アンチクラック」という命名法が派生しています。

機械的な観点から見ると、補強材は運動学的制約を導入し、その線に沿った剛体運動のみを許容することを強制します。

理論モデル

スティフナーモデルは、古典的な弾性におけるさまざまな機械的問題（荷重拡散、^[1]、 2つの材料の界面での介在物^[2]）を調査するために使用されてきました。

理論的ソリューションの主な特徴は基本的に次のとおりです。

破壊と同様に、介在物の先端には応力/ひずみ場の平方根特異点が存在します。
無限遠で均一な応力を受ける均質マトリックスでは、法線応力が介在線に平行または直交する場合にのみこのような特異点が生じますが、単純せん断に平行な補強材は周囲の磁場を乱しません。

実験的検証

剛線介在物モデルを検証するための光弾性実験。光弾性 2 成分エポキシ樹脂内の鋼板の周囲の等色縞模様を、平面ひずみ古典的弾性で得られた解析解と比較します。介在線に平行な法線応力が適用されます。

弾性解の特性は光弾性伝達実験によって実験的に確認されている。^[3]

剛体線状介在物の相互作用

平行、共線、放射状構成における剛体線状介在物の相互作用は境界要素法（BEM）を用いて研究され、光弾性法を用いて検証されている。^[4]

補強材の先端にせん断帯が現れる

プレストレスト弾性解析解は、補強材の先端にせん断帯が発生する可能性があることを示している。 ^[5]^[6]^[7]^[8]

参考文献

^ Koiter, WT、「補強材からシートへの荷重の拡散について」QJ Mech. Appl. Math. 1955, VIII, 164–178。
^ Ballarini, R.、「二材料界面における剛体線介在物」Eng. Fract. Mech.、1990、37、1–5。
^ Noselli, G.; Dal Corso, F.; Bigoni, D. (2010). 「光弾性法で明らかにされた補強材付近の応力強度」International Journal of Fracture . 166 (1–2): 91–103. doi :10.1007/s10704-010-9502-9. ISSN 0376-9429.
^ Jobin, TM; Ramji, M.; Khaderi, SN (2019). 「ひずみ強度係数を用いた剛性線状介在物の相互作用の数値評価」. International Journal of Mechanical Sciences . 153–154: 10–20. doi :10.1016/j.ijmecsci.2019.01.017.
^ Bigoni, D. 非線形固体力学：分岐理論と材料不安定性。ケンブリッジ大学出版局、2012年。ISBN 9781107025417。
^ Dal Corso, Francesco; Bigoni, Davide; Gei, Massimiliano (2008). 「プレストレスト弾性材料における剛体線介在物付近の応力集中。パート I. 全視野解と漸近解析」。Journal of the Mechanics and Physics of Solids . 56 (3): 815–838. Bibcode :2008JMPSo..56..815D. doi :10.1016/j.jmps.2007.07.002. ISSN 0022-5096.
^ Bigoni, Davide; Dal Corso, Francesco; Gei, Massimiliano (2008). 「プレストレスト弾性材料における剛性線状介在物付近の応力集中。パート II. せん断帯核形成、成長、エネルギー解放率への影響」。Journal of the Mechanics and Physics of Solids . 56 (3): 839–857. Bibcode :2008JMPSo..56..839B. doi :10.1016/j.jmps.2007.07.003. ISSN 0022-5096.
^ Dal Corso, Francesco; Bigoni, Davide (2008). 「延性金属マトリックスにおけるせん断帯と剛性ラメラ介在物の相互作用」Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences . 465 (2101): 143–163. doi :10.1098/rspa.2008.0242. ISSN 1364-5021.

外部リンク

構造および光弾性の物理モデリング研究室（イタリア、トレント大学）

[1] Koiter, WT、「補強材からシートへの荷重の拡散について」QJ Mech. Appl. Math. 1955, VIII, 164–178。

[2] Ballarini, R.、「二材料界面における剛体線介在物」Eng. Fract. Mech.、1990、37、1–5。

[3] Noselli, G.; Dal Corso, F.; Bigoni, D. (2010). 「光弾性法で明らかにされた補強材付近の応力強度」International Journal of Fracture . 166 (1–2): 91–103. doi :10.1007/s10704-010-9502-9. ISSN 0376-9429.

[4] Jobin, TM; Ramji, M.; Khaderi, SN (2019). 「ひずみ強度係数を用いた剛性線状介在物の相互作用の数値評価」. International Journal of Mechanical Sciences . 153–154: 10–20. doi :10.1016/j.ijmecsci.2019.01.017.

[5] Bigoni, D. 非線形固体力学：分岐理論と材料不安定性。ケンブリッジ大学出版局、2012年。ISBN 9781107025417。

[6] Dal Corso, Francesco; Bigoni, Davide; Gei, Massimiliano (2008). 「プレストレスト弾性材料における剛体線介在物付近の応力集中。パート I. 全視野解と漸近解析」。Journal of the Mechanics and Physics of Solids . 56 (3): 815–838. Bibcode :2008JMPSo..56..815D. doi :10.1016/j.jmps.2007.07.002. ISSN 0022-5096.

[7] Bigoni, Davide; Dal Corso, Francesco; Gei, Massimiliano (2008). 「プレストレスト弾性材料における剛性線状介在物付近の応力集中。パート II. せん断帯核形成、成長、エネルギー解放率への影響」。Journal of the Mechanics and Physics of Solids . 56 (3): 839–857. Bibcode :2008JMPSo..56..839B. doi :10.1016/j.jmps.2007.07.003. ISSN 0022-5096.

[8] Dal Corso, Francesco; Bigoni, Davide (2008). 「延性金属マトリックスにおけるせん断帯と剛性ラメラ介在物の相互作用」Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences . 465 (2101): 143–163. doi :10.1098/rspa.2008.0242. ISSN 1364-5021.