爆発衝撃の強度評価と高分子材料の変形解析

大学院自然科学研究科 産業創造工学専攻 先端機械システム講座
教授・廣江 哲幸
助教・波多 英寛

URL:http://www.mech.kumamoto-u.ac.jp/Info/lab/energy/hiroe.htm
E-mail:hiroe@gpo.kumamoto-u.ac.jp, hata@mech.kumamoto-u.ac.jp
爆発エネルギーの生成・制御と衝撃強度評価への応用
銅細線爆発を利用したPETN爆薬の制御起爆技術によって種々の形態の爆発エネルギーを物質に付与させ、爆発衝撃強度、物性評価および安全工学に役立てています。

1) 円筒状爆薬の外表面を一斉起爆させ収束爆轟波を生成させると中心部に設置した物質にTPa域の超高圧を発生させることが可能です。

2) 平面爆轟波の生成では、爆薬に接した物質に平面衝撃波を発生させ衝撃剥離破壊(スポール)強度評価を行います。

3) 円柱状爆薬の中心軸起爆による円筒状発散爆轟波の生成では金属円筒を104s-1の超高速ひずみ速度まで一様膨張・破壊させることができ、分裂した破片形態から爆発エネルギーを推定する技術を開発しています。
高分子材料・電子接合材の粘塑性解析と強度評価
 高分子材料の構造部材としての使用拡大や電子デバイスの高密度・発熱化に対処するために、各種高分子材料やデバイス接合はんだ材を対象とした以下の研究開発を行っています。

1) PE, PP, PC,PPEなどのエンジニアリングプラスチックスおよび生分解高分子・ポリ乳酸(ナノコンポジット)について時間・温度依存変形を正確に記述する応力・ひずみ関係式(粘塑性構成式)の開発を行っています。

2) Sn-37Pb, Sn-3.5Agなど鉛系、非鉛系はんだの高温域の構成式の開発を行っています。(材料学会WG)


[キーワード] TPa生成、超高速変形・スポール破壊、爆発分裂モデル、ポリ乳酸ナノコンポジット、はんだ
衝撃・極限環境研究センターの爆発実験設備を用いた高精度衝撃計測実験が可能であり、各種の数値解析技術も有しています。 また材料に任意の負荷パターンを付与できる材料試験機を有し、応力・ひずみ関係を構成し、数値シミュレーション解析ができます。