粉体・多孔物質中の圧力波に関する研究

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粉体・多孔物質中の圧力波に関する研究

フォーマット:
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
タイトル(他言語):
Study on High-Pressure Compression Waves in Powdered or Porous Material
責任表示:
永山 邦仁(九州大学・工学部・助教授)
NAGAYAMA Kunihito(九州大学・工学部・助教授)
本文言語:
日本語
研究期間:
1989-1990
概要(最新報告):
導線爆発誘起の空気中衝撃波を粉体層に入射させて粉体中衝撃波を発生させ、粉体・気体境界面の運動等の計測により粉体内の圧縮状態を推定してきた。この実験は衝撃波の平面性の仮定に問題がある。このため本研究ではまず精密な平面性を保証できる衝撃波発生装置を製作した。精密な光学計測を可能にするため高圧ガス駆動の衝撃銃を製作した。観測室320l、口径20mm、発射管長1mである。また高圧ガス室容積は16lとした。まず、飛翔体速度測定系を確立することにした。観測窓より導入したレ-ザ光を延長管の3孔を通して、同じ窓から取り出し光電素子に導く。アンプを通した出力は速度測定および計測用のトリガ-信号発生に用いた。高圧ガス圧力3〜30気圧の条件で、弾材質ABS、またはPE、質量4.5〜10.7gの飛翔体により、最高で360m/sの速度を得た。パラメ-タを変えて発射試験をおこなった結果、ガス圧の対数と弾速とは、それ以外のパラメ-タが共通なら、直線関係にあることがわかった。次に、弾性波検知も可能な光学ピン端子を開発した。プラスティック光ファイバ2本を45度以上の向角で融着し、1端から入射させた光が融着面で全反射するように設定する。この融着面をセンサとして利用するものである。おこなった衝撃実験では数千気圧程度の圧力であり、ファイバの破壊が瞬間的でないためか波面到達による光強度の低下ではあまり急激ではなかったが、伝播速度測定は可能であった。粉体としてはアルミナ微粉を選び、この光ファイバ端子法および電磁型粒子速度ゲ-ジ法を用いて粉体中衝撃波伝播の計測をおこなった。これらの実験から、飛翔体速度276m/sに対して、衝撃波伝播速度571m/s、到達圧力0.185GPa、密度2.4g/cm^3であることがわかった。得られた密度の値は結晶密度に達しておらず、不完全な圧搾であることがわかった。これは到達圧力がアルミナの降伏強度に達していないことと首尾一貫している。 続きを見る
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