| 号数 | ばね論文集 63 号（ 2018 年） |
| ページ数 | pp.53-62 |
| 種類 | 論文 |
| 論文名 | 円リングにおける自重大たわみ変形を利用した薄肉積層材料の 新ヤング率測定法（自重大変形積層円リング法） |
| Title | An Innovative Large Deformation Method for Measuring Young’s Modulus in a Thin Flexible Multi-layered Material (Own-weight Multi-layered Circular Ring Method) |
| 著者 | 大槻敦巳1)，蒋 驍1) |
| Author | Atsumi OHTSUKI1), Gyo SHO1) |
| 抄録 | たわみやすい薄肉積層材料の使用に際して、それらの材料の機械的特性を評価することは解析的にも、工業的にも極めて重要なことである。そこで本研究では、可撓性積層材料、特に曲率を有するあるいは曲がりクセのある可撓性薄肉積層材料（薄板や細線ロッド／ワイヤなど）の構成各層のヤング率を測定するための対策として革新的でかつ簡便な機械的測定法（自重大変形積層円リング法）を開発した。新測定法は、可撓性積層材料に生じる大変形挙動に着目したもので、非線形変形理論を基礎にしており、積層円リングにおいて自重によって生じる最大水平方向変位あるいは最大垂直方向変位だけを測定することによって種々の薄肉材料（板、ロッド／ワイヤなど）各層のヤング率を容易に算定することができる。測定実験として、スチールワイヤ（ピアノ細線：SWP-B）と薄めっき層（電着ニッケルめっき：Ni）から構成される初期曲率を有する２層細線を用いて各層のヤング率測定を行った。その結果、革新的な新測定法は可撓性薄肉積層材料の各層ヤング率測定に適用できることが明らかになった。なお、本論文で提案した新しい〝自重大変形積層円リング法″はかなり将来性のある方法であり、電着層以外にもPVDやCVD、コーティング、ペイント、クラッディング、ラミネーションなど各種の方法によって創製された可撓性積層材料における各薄層のヤング率測定にも広く応用できるものである。 |
| Abstract | In application of thin flexible multi-layered materials, it is very important to evaluate mechanical properties of these materials in both analytical and technological interests. In this study, a new and convenient mechanical testing method (Own-weight Multi-layered Circular Ring Method) is developed for measuring Young’s modulus of each layer in a flexible multi-layered material (thin plate, or rod/wire), especially, as a useful technique to overcome the difficulty in measuring Young’s modulus of a curled/curved flexible multi-layered material. The method is based on a nonlinear theory that takes into account large deformation behaviors of flexible multi-layered materials. By just measuring a maximum horizontal displacement or a maximum vertical displacement in a flexible circular ring, Young’s modulus of each layer can be easily obtained for various thin multi-layered materials (plate and rod/wire). As an example,measurements were carried out on a thin curled/curved two-layered wire consisting of a thin steel wire (a piano wire: SWP-B) and a thin plating layer (an electrodeposited nickel layer: Ni). The results elucidate that the innovative new method could be applied to measure Young’s modulus of thin flexible multilayered materials. In the meantime, the new method“Own-weight Multi-layered Circular Ring Method”proposed in this paper is quite a promising method and can be applied widely to measure Young’s modulus of every thin layer in a flexible multi-layered material formed by PVD, CVD, Coating, Paint, Cladding, Lamination and others besides electrodeposited thin layers. |
| 著者の所属 | 名城大学 |
| Belonging | Meijo University |
| Key Words | Material testing, Circular ring, Young’s modulus, Own weight deformation, Large deformation, Thin material, Flexible materials, Multi-layered material |