孔あけ加工装置の圧力特性

研 究 翰 文

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導爆線の水中爆 ごうによって発生 した水中衝撃波 による金属管への 孔あけ加工 (第1報)

孔あけ加工装置の圧力特性

長野司郎 ● , 伊東 紫● ●

金属管への孔あけ加工法 として, 水中での導爆線の爆 ごうによって発生 した水中衝撃波を金属管 内に入射 させ, 内側から孔をあける水中爆発加工法を捷案 した｡ 装既は, 中称線 を範沸 して水中で 爆 ごうさせ, 発生 した水中衝撃波を収束 させ るための反射容器 と孔あけ加工用の金型で構成 され る｡ この方法では, 金型 を損傷 させることな く, 被加工管内にいかに効果的に水中衝撃波を作用 さ せるかが重要である｡ そこで, 導爆線の爆 ごうにより発生 した水中衝撃波を収束 させ, 局所的に高 い圧力 と圧力の力積 を発生 させることのできる容器形状について, 圧力測定実験 と光学繊淵を併用 して検討 した｡ その結果, 容器内面の断面形状が楕円形の場合に虫 も高いど‑ クTT̲)) と圧力の力積 が得 られ. いずれも鋼板 に導爆線 を粘っただけの場合の約 3.3 倍であった｡

1. 緒 言

金属管壁の孔あけ加工を切削工具等で外側から行 う と. 管の内面には必ずパ リが生 じる｡ このバ リの除去 は, 管径が小 さくなる程, あるいは, 孔の数が多 くな る程困難になり, その作業には多 くの工程が必要 とな る｡ そこで. 管の内面か ら孔あけ加工する方法が各種 試み られている｡ 山櫛等 ))はパ ンチを装着 したロッ ド

(以下工具 と記す)を管内に挿入 し, 内燃機関のシリン ダ ー ライナーのポー ト孔を内仰から加工 しているが, 装 i削 ま非常に複雑である｡ また被加工管の径が変わる毎 に工具 も作 り直す必要があ り, 管径が小 さくなるとそ の制作は困難 とな り, 工具の強度 も懸念 されるなど多 くの難点がある｡ 村 田等

は管内に電磁 コイルを挿入 する碓磁成形法 を試みている｡ この場合 も管径 に応 じ て花砲 コイルを動作 しなければならず, 管径が小 さく なるとコイルの絶縁破壊等への防止対策が必要になっ て くる｡ また火薬類 を用いた例 として, F ig. 1 に示す

∫.H arding

等の水中爆発加工法があるC これは図に 示す ように導爆線 を管内に耳通 させ, その水中爆 ごう によって発生する衝撃波の作用で管の内側か ら孔 を打 ち抜 く方法である｡ この方法は管 を倣装する金型 と水

19 99 年 11月 2 日受理

● 楠本大学工学部

〒 860‑8555 熊本市黒 隼2‑39‑ 1 T EL /FA X 096‑342‑37 50

''熊本大学衝撃権限額境研究センター

〒 860‑8555 熊本市黒髪 2‑39‑ 1 T E L/FA X 096‑342‑3299

Fig . 1 T he apparatus prop()sed by I.H ardh g, S.

Cross･scction A.A

Fig . 2 A schem atic illustration of the present

appa‑

ratus うを利用 した加

工法の基本構成図を示す｡ 装置は導爆 線 を装薬 して爆

ごうさせ, 発生 した水中衝撃波 を収束 させるための反

射容器 (以下. 単 に容器 と称する) と.

孔あけ加工用

の金型で構成 されているO 装置全体は水 中に沈め られて

いるO 導爆線が鮮発すると, 発生 した 水 中衝撃波 は容

器内壁面の反射効果で収束 された後, 金型に飲装 され

た金属管内に人射 し, 管の内側か ら孔 が打 ち抜かれる｡

この方法は加工部 (金属管) と加工エ ネルギ源である

装薬部が分維 しているのでエネルギ調 整は容易であ り, 管

径 は制限されることがない｡ また 容器 と加工用金型の配f削ま

単に亜ねるだけよく, 図の ように長い容器 と金型 を多数配隈す

ることによって多 数管の同時加工 も比較的愉tP.に行

えるO 筆者 らは, 図 に示 したように内径6m m , 肉 蝉0.5

m m . 長さ60m m の ステンレス鋼管(S U S304)の側

壁に直径3m m の孔 を数 個あけることを最終 日標 として

いるO この日標 を達成 するためには, ステンレス鋼

管のせん断抵抗が650M P a 以上であることか ら.

管入 り口では0.7 ‑ 1G P a程度の 水中衝撃波の圧

力が必要であると予想 されるo また.

この方法では,

金型を租借 させることな く. 被加工管 内にいかに効果的に水中衝撃波

を作用 させるかが重要 である｡ そ

のためには管内を伝播する水中衝撃波の圧 力を詳細に

測定 し, その伝播 ･減衰状況等を明確にし,

管内に入射 させる水中衝撃波を適切に制御することが 求め られる｡

3. 使用 した圧力変換器 について 前述 のように, 内

径 6m m という狭 い管内において, lG Pa 程度の高い

圧力 まで繰 り返 し測定できる適当な圧 力変換器 は現在のとこ

ろ見当たらない｡ そこで輩者 ら は, 弾性棒 と半導体ひずみゲー

ジを利用 した圧力変換 器 (以下, 圧力変換器 と略記)を武作 した

｡ その構造を

F ig.3 に示す｡ 圧力変換器は水中衝撃

波を受圧 させ る 弾性棒 と保護用キャップ(SK D ll, 外径 18

m m )および ステ ンレスパイプ(S U S304, 外托18m m , 肉厚

3m m ) で構成 されている｡ 弾性樺 は政経5m m , 長

さ300m m の タングステ ン 樺 (0.2 % 耐力 1.4G P

a, 劫的な縦弾性係 数412.7G P a, 固有在勤数5

00K H z)である｡ 弾性樺 は凄 衝材 を介 して間接的に

保護用キャップおよびパイプに 挿入 し, 受庄面 (樺端

面, 直径 18m m )以外か らの衝撃 波の入射 を遮断するようにした:

J このタングステ ン棒 には, 受庄両か ら30m m の位冊の

軸方向に左右対称 に 2 枚の半導体 ひずみゲー ジ(光軸

碓発製, ゲー ジ長 さ 1m m , 抵抗350 E3, 叔大ひ

ずみ3000 ×1

, ゲージフ ァクター151)

をは り付けている｡ この2 枚の半導体ゲ ー ジと棒外部

のダミーゲージでホイー ト･ ス トンブリ ッジ回路を構

成する｡ 樺端両で水中衝撃波を受庄する と, 棒内には弾性応力

波が伝播 し, 発生 した応力 に応 じてブリッジ回路に奄位差が生 じる

｡ このブリッジ回 路の出力波形は増幅器 を介 さず. ディジタル

メモ リー スコープ(L eC roy 祉93 14 , 最小サ

ンプリングタイム 3n sec/w ord , A D 変換

部分耶能8 b it, メモ リー長

10kw ord)に直凄出力 させた｡ こうしてタングステン

内の弾性応力を計測 棟

ここで , P は水中衝撃波の圧力 (弾性棒中は応力) , 〟 は単位体横あた りの質臥 C は音速 , α はタングステ ン棒の軸方向に対する水中衝撃波の入射角であ り, 下

添 え字 B , W はそれぞれ弾性樺お よび水中での状態丑

を表す｡ 水中衝撃波の入射角 α は後述の光学観測か ら 求めた｡ また K は, 水中衝撃波が弾性樺 に入射すると きの応答遅れ(応答周波数は 500K H z である)や棒内を 伝播する応力波の減衰等の影響 によって生 じると予想 される測定誤差の修正係数である｡ これについては, 別に予備英験 として行 った光学観測 との比較実験の結 莱 , K ‑ 1.4 であった｡

(1)式で, 水中衝撃波の入射方向が弾性棒の軸方向 と 一致する場合は α= 0 であるので,

p w = 壇 ₂ ^{= p｡K}

となる ｡ α= 90 0 の場合には, P w ‑ P 8K

(2)

(3)

となって, 管の内壁面の圧力 を測定す る場合に適用で きる｡ この圧力変換器 を使用 したすべての実験 におい て, 受庄面での衝撃波の擾乱 を防止するために, 実験 毎に弾性棒の端面 と保護用キャップの端面 とが同一面 になるように嗣並す るとともに付着 した気泡 は注意深 く除去 した｡ また. 圧力変換器の先端は水中に 100m m 以上浸す ように し, 計測波形が, 水. 空気の界面か ら の希薄波の影響 を受けないように したC

4. 導爆線の水中爆ごう特性 について

導爆線 を各種の金属加工に応用する際, 導爆線の爆 ごうによって発生す る水中衝撃按の基本的な特性 を把 超 し, 加 工 EI的 に応 じて適切 に制御する必要がある｡

筆者 らは, 串燦線の爆 ごうによ り, 導爆線のごく近傍 に発生す る水中衝撃波 の圧力や波形の形状 ならびに, その水中伝播 と圧力減衰過程などの基本的な特性 i 6)や, 鋼板 に導軸線 をは りつけて爆 ごうさせた ときの水中衝 撃波の特性 7'等 について報告 している ｡ F ig.4 (a) ,(b) に導爆線の爆 ごうによって発生 した水中衝撃波 を, 節 述の圧力変換器で受庄 させた とき記録 されたタングス テ ン棒内の応力波形 (以下これを圧力波形 と記す)の代 表例 を示す｡ 同 園(a) は S 550 C の鋼板 (100 X 300 × 19t , 以下判 こ鋼板 と記す)に長 さ 3 00m m の導爆線 を粘

り, 導爆線からの距 維D h を 10m m 一定に して, 軸方向 に 20m m 問閥で配粧 した 4 本の圧力変換器で計測 された 圧力波形であるO 導爆線 は日本カー リッ ト(秩)製の第 2 種導爆線 (外径 5.4m m , 薬 愈7g/m ) を使用 し, 旭化成

二

二 墓

(a) Th e detonating co

sted oJl th亡StCCtPlate.

貞 寺 川

ゴ

‑ = 三 I i =

‑

O ) ) T h e n a k e d d e t o n a 血 g c o d w i d l 也 o s c o b t 血 c d

w h e n i t 価 p a s t e d o n t h e s t e e l p l t a

e .

F i g

4 . P r e s s u r e h i s t o r i e s o f t h e u n d e r w a t e r s h o c k w a v e o b t a i n e d b y t h e p r e s s u r e t r a n s d u c er s . A : p r e c e d i n g s h o c k . B : r e m e c t e d s h o c k . D h : d i s t a n c e b e t w e e n t r a n s d u c e r a n d d e t o n a t i n g c

ord

工兼 (株)の6 号怒気雷管で起爆 したO 記録 され た圧力 波形 は, いずれの場合 も導爆線か ら直接到達す

る衝撃 波 (国中の A , 以下先頭波 と記す) と鋼板で反射

して く る衝撃波 (図中の B , 以下反射波 と記す)が明 ら

かに分 搬 してお り, しか も, それぞれの波形, ど‑ ク

圧力傭 ともに大 きな相違がな く, 導爆線の軸芯か らの

距離が 一定であれば, 軸方向に沿 って 一定の強 さの水

中衝撃 波 を連続的に発生 させ ることが uT 能であること

がわか る｡ ところで, いずれの波形 も立ち上が り時間は約

2 JJ sec であることがわかる｡ この ように立ち上が り 2 〟sec になるのは, 圧力変換器 を構成するタン 時間が

グステ ン棒 の固有振動数やひずみゲー ジの受圧両の大

きさな どの影響 によって生 じる応答遅れのためである

と考え られるC 従 って, 国中の波形 は水中衝撃波の圧

力波形 とは多少異 なることに注意する必要がある｡ 同図 は, 導爆線のみの場合 と鋼板の場合のそれぞれ (ち)

につい て . D h = 10, 20. 30, 40m m の位手 引 こおける圧

力波形 を示す｡ この図で , D h = 10m m における鋼板の

場合に は前述のように先頭波 と反射波が分離 してお り

ピー ク 圧力債 は導爆線のみの場合 とほぼ同 じであるが

. 圧力 波形の両横 (圧力の力積)が鋼板の場合のほうが

Kayaku G akkaishi.Vol.6 1.No.1.2000 ‑ 4: 5 大 きく

なっているのが注 目される ｡ D hが20m m より大 きくな るに伴って反射波が先頭波 に次第に追いつ き一体化す る傾向にあ り , D h = 30m m 以上では完全に一体化 して お り. ピーク圧力および圧力の力横 ともに帝輝線のみ の場合 よ りも大 きくなっているのがわかる｡ このよう に鋼板か らの反射波が先頭波に追いつ き一体化するの は, 鋼板の ショックインピーダンスが水のそれに対 し て比例的 (約26倍)に大 きいので, 先頭液 よりも鋼板か らの反射衝撃波の方が, 圧力が高 く速度 も速いためで あると思われる｡ 以上の結果から, 導爆線の背後に適 切 な容器 を配置することにより, 局所的に高い圧力 と 力輔の水中衝撃波 を発生 させ ることができると期待 さ れる｡ そこで筆者 らは, 導爆線 を用いた金属管への孔 あけ加工に鹿適 な容器形状 について. 圧力測定寛厳お

よび光学観測 を行って検討 した0

5. 実験方法

5.1 容器開放端 (出口)での圧力測定

F ig.5 に実験装置を示す｡ 図のように導爆線 を装薬

した'# 器の上方に, 試作 した 4 本の圧力変換器を導爆 線の軸方向に沿って20m m 間隔で配置 し, 導爆線か ら の垂直距 離 D h が各容器 の開放端 面 と一致す る位 置 ( D h = 40m m )での圧力 を計測 し, 各寄港の反射効果を 比較 した｡ 使用 した容器の断面枕形はF ig.6 に示す よ うに鋼板, 開放型, 楕 円型の 3 種新である｡ 材質はす べて S 550 C である｡ 開放型容器の開放角はβ≡1200, 90 0, 600. 300, 00 の5種類 とし, 底部は8 R の丸みを 付けである｡ また, 楕円塑容器の形状 は, 長径40m m , 短径 17m m でアスペク ト比は2.35 である｡ この形状 に したのは, 容器の出口幅を開放型容器 (♂= O o) の出口 帽16m m およびD h = 40m m と同一にするためと, 楕円 の第一焦点に導爆線 を装薬で きるようにするためであ る｡ 各容器の長 さは鋼板の場合が300 m m で, 他はすべ て 150m m であるC

P re ssu re tr ansducer

Fig . 5 A n iuustration fo r pressure m easurem ent (a) Ste elph te

幸恵 享 e = 1200,90中 ○ ,600

,300 0)) O pe n type (C) O pen b v e (d) E uip

soid Fig . 6 Several typicalshapes

of reflectors

5.2 光学観測 各容

券の圧力特性 を充分理解するためには. ピーク圧 力だ

けではな く, 水中衝撃波が容静内をどのように伝 播 し, 容器 出

口まで到達す るかを調べ る必要がある｡

そこで, 鋼板, 開放型

(0 = 60 O . Oo)お よび櫓円型の 各容箸 別こついて, 閃光時間50 F

LSeC のキセノンフラッ シュライ ト( H A D LA N D P

H O T O N IC S 社A , H L20/50 型, 出力 500J) を光源 とし

, イメージコンバータカメラ ( H A D L A N D P H O T O N I

C S 社襲IM A C O N 790, 駒撮 影速度最大200

0 万駒/秒, 流 し搬影速度叔大 lns/m m , 以下略

称イメコン)を用い, 駒撮影および流 し撮影を行 って

比軟検討 した｡ この ときのフラッシュライ トの閃 光開

始時間, イメコンの撮影開始時間および導爆線の 爆 ごう

現象 との同期は, 導爆線に取 り付けたイオンギ ャップと

パルスジェネレータから縛 られる信号をスター トパルス として , 4 チ ャン

ネルデ イレイジェネレー タ (ST A N F O R D R E SE A

R C H SY ST E M S 社, M O D E L D G 535)に

より制御 した｡ 駒撮影では耕爆線の軸方向の シャ ドウグラ

フを駒間隔2 〝secで搬影 し, 容辞内の水 中衝撃波の伝播過程 を観測 した

この とき , 20m m 間 隔の直交格子 を描いたP M M A (

Polym ethylm ethacry‑

1ate)

板 を予め撮影 し, 光軸のずれや像のひずみがない かを

確認するとともに. 写真上の尺度を求めた｡ 流 し

撮影の場合 は, 導爆線の半

T ab le 1 Shock pressure (P m ) and im pulse (lm ) m easured by pressure transducer steelplate l 120 ○ l 900 1

60○

265.8 304.9 352 .1 429.

7 521.8 1866.3 2196.4 2409.1

2911.4 3471,3 see/m m の菰 し速度

で, 容器の開放端か ら水中を伝播 する水中衝撃波 を流

し撮影 した｡ このとき写其上の距 離の尺度は 50m m の

ブロックゲージを撮影 して枚正 し た｡ また流 し速度は

イメコンのキャリブレーション横 能により , lM H z の

矩形波 を用いて枚正 した｡ 導爆線 は日本 カー リッ ト(秩

)教の第 2 種導爆線であ り, これ を長さ 300 m m 使用 し

た｡ 使用 した導爆線の爆 ごう速度 はイオンギャップ法で測定 した結 果630

8 士10m /sec で あ

6. った｡ 集魚結果および考察 6 .

1 圧力変換器 による圧力測定結果 F ig.7 は鋼板, 開放型 (0 = 6

00, 00) , および楕円型の 各容等の出口 (D h= 40

m m 一定)で紀録 されたそれぞれ の圧力波形を示 して

いる｡ この図から, 開口角 βが小 さくなるにつれて立ち

上が りの鋭い圧力波形 となり, ど ーク圧力 も高 くな り

, 楕円塾容器の場合に痕 も高い圧 力が記録 されている

のがわかる｡ 水中衝撃波による管 の孔あけ加工におい

ては圧力の第‑ 波のピーク圧力だ けでなく, 圧力の力積が重要で

ある ｡ T able l に, 全て の容器について計測

された圧力波形か ら求めたピーク 圧力お よび圧力の力

積 を示 した｡ 力税は圧力波形の第

‑ 波が基線か ら立ち

上がってピーク圧力に達 し, 再び 基線 まで減衰する範囲

内について求めた｡ この表か ら, 開放型容器の開口角

βが小 さくなるに伴ってピーク圧 力が高 くな り, 圧力

の力概 も大 きくなっているのがわ かる｡ 特 に楕円型容

器の場合には, 鋼板の場合に対 し て, 圧力および圧力の力 横 と も に 約 3

. 3 に

なっている｡

tZ JyV OO Z

Fig . 7 M easured pressure records or

underw ater

shock w ave こ

のように導爆線の背後に適切 な形状の反射容券 を用 いる方法が, 水中衝

撃波の収束は･としで極めて有効な 方法であることが

明 らかになった0

6.2 Fig.8 光学観測の結果

は, 鋼板, 開放型 ( 0 = 600, O o)および楕円型 容器

について, 容器出口に向かって伝播する水中衝撃 波の

様子 を導爆線の軸方向か ら駒掘 りした写共である｡

同国は撮影

開始時刻 を 0 〝sec として, 駒間隔 2 JJ SeC で

撮影 されたものである｡ 写共か ら, 鋼板お よび. 開 放型 ( ♂=600

の容器の場合, 水中衝撃波の先端部は明 らかな球面形状で容器出口まで伝播 しているのがわか る｡ また, 開放型 ( β= Oo) の場合はかなり平坦な

形状 をしているがまだ若

干の丸みがある｡ 一方. 楕円剖容 器の場合 はほほ平坦

で, 先頭波 と容器内面各部か らの 反射波が一体 となっ

た時間差のない収束衝撃波が得 ら れていると推測 される

｡

ところで, 開放型容器の場合に観測 されたような先 端形状の衝

寒波が管に入射する場合は. 管の半径方向 で

入射時間にずれが生 じるC この時問的なずれによっ て, 管の入 り口部が変形すると (･想される｡ 畢英.

ー ^OLLse 20mm 管

c 2FLseC4FLsec

OLLse

c 2FLsec4LLsec

r 一 ^一 一‑ー‑O Tー1 0 FLscc 2 FLseC 4 JL

への孔あけ加工の予備実験ではそれが原因 と思われる, 管入 り口部の変形が見 られた｡ その結果を F ig.9 に示 す｡ 回申の矢印は衝撃波の入射方向である｡ 実験の全 体図は被加工管が 1 本であること以外は F ig.2 と基本的 に同 じである｡ 管 は内径 6m m , 肉厚 0,5m

長 さ 60m m のステンレレス鋼管 (SU S304) である｡ 金型の材

質は S K D l l の生材で, 入 り口か ら 15m m の探 さか ら 3m m の穴を左右交互に 5m m 間隔で 5 個配置 した分割型 である｡ 分割型の片面の寸法は 40 ×150 ×60m m であ る｡ 反射容器は実験結果を基に新たに S550C で製作 し た開放型 (0 ‑ Oo) で. 出口 紬6m m , 疎 さ( D h)20m m , 長 さ 120m m である｡ 導爆線は長 さ 200m m 使用 した｡

F ig. 10 の (a)〜(d) は導爆線の半径方向か ら撮影 された 鋼板および各容許の場合の流 し写真であるo スリッ ト 幅は 25 FLm . 流 し速度は 1 IL See/m m であるC 鋼板の 写真 (a )で, 右下の黒 く水平 な部分は未爆 ごうの導爆 級, その左の白い点は爆 ごう波面であ り, 爆 ごう波面 より左上にのびている無い線の上 線W S が水中衝撃波 の先端部のス トリークである ｡ ST は鋼板部である ｡(b)

〜(d) の右下の.W･.く水平な部分は容 提(R T ) の上端面(也 口)であ り . W S は水中衝撃波であるO いずれの場合 も 縦方向が半径方向の伝播距離, 横方向が時間で, 右か ら左に経過 している｡ これ らの写真 を画像処理 し. 導 軸線の半径方向の水中衝撃波の伝播距杜y と経過時間 t のデータを得た｡ ここで, 水中での導爆線の爆 ごう 波が･J jE 速度 D で伝播するので, 半径方向の水中衝撃 波の伝播距離 y に対応する x 座椿は Ⅹ‑ D t で求められ 容器か ら出て水中を伝播す る衝撃波の形状がわかる｡

得 られた衝撃波形状の近似式 を求めてⅩで微分すると, ある位置における傾 き角 βが求め られ, 水中衝撃波の 伝播速度 U w は,

U IV= D sin β (4)

で与え られ 圧力が求め られる6)｡ 尚, この場合容器 の開放端か ら山た直後の衝撃波の速度が重要であるの で, 半径方向の伝播距 陳y が 0 ‑ 5m m 以下の領域 につ

R̲eg̲e̲Qt,Qr̲:. Q

甲n t肝 (

○ ),

Fig . 9 C rush appearance in the entrance of the pipe (d) (b) O pe n type O 司Oo Ellipsoid

Fig . 10 Streak photographs obt

ai ned by the im age converter cam era.T h

e streak speed w as 1

〝sec/m m .W S :underw at

易に制御できることがわかった｡

2. 楕 円型反射容器の場合 に最 も高い水 中衝撃波の圧 力が計測 され, ピーク圧力値 と圧力の力積はともに 鋼板 に導爆線 をはった場合の約 33 倍であった｡

3. 楕 円型反射容券 の場合∴光学観測 の結果か ら衝撃 波の平面性 もよいことが確認 され 管の孔あけ加工

に対 して庵めて有効であると推察 された｡

謝 辞

実験 は熊本大学衝撃 ･ 極限環境研究セ ンターで行わ れた｡ 実験 に際 し, 同セ ンターの石谷幸保氏 には終始 適切 な助青 を頂いた｡ ここに深謝 します

･ 文 . 蘇

1) 山願 裕, 小池健勝 , 日本金属学会会報 , 27‑6, pp.483‑ 485(1988)

2 ) 村田 共, 根岸秀明. 鈴木秀乱 塑性 と加工. 23‑

262.pp.1095‑ 1102(1982)

3) J.H ar ding,S B . K ulkarn i.and A . A .E zra.Proc.2nd lnternational C o nfe rence of the C enter for H igh ‑ Energy Form ing.pp且4.1‑ 8.4.30(1969)

4) M .F ujita,M .M odhar a.S.N agano.E .U em atsu and Sltoh Proc.ofthe 4th ICT P.pp .10 0‑ 105.Beijing

(1 993)

5) 伊東 紫, 長野司郎, 鈴木 修, 藤 田昌大, 火薬 学会, 平成 5 年度年会講演要旨集 , pp.27‑30(1993) 6) 伊東 繁, 東 光陽, 長野‑iil郎, 藤 田昌大. 火薬

学会誌 , 58,5.pp,189‑195(1997)

7) 伊東 紫, 長野司郎, 鈴木 修, 田中就一郎, 顔 田昌丸 火薬学会秋季研究発表講演要旨集 , pp.65

‑66(1993)

P unch)'ng p rocessing of m etalp ipe using ■ underw ater shock w ave ldue to deto nating ･co rd lst repo rt

P ressure ･Character'rstic of the experim ental set‑up

by Shirou N A G A N O ' and Shigeru IT O H ''

A s one of punching techniques of m etal pipe,w e present an underw ater explosion punching m ethod in w hich the holes are punched from the inside 也 the outside by the underw ater shock w ave due to the explosion ofdetona血g cord in w ater.T he assem bly con･

Sists of a reAecdon vessel w hich converges the underw ater shock W ave and a m etaldie for the punching purpose.In this m ethod.the action of underw ater sh∝k w ave on the interi‑

or of the to･be‑punched pipe is very im portant w hile the die w ould not be dam aged.T he effects of the shape of the renection vessel to converge the underw ater shock w ave to obtai n a required high pressure and im p u ls e are studied by m eans ofpressure m easurem ent and optical observation system .A s a result it is found that in the case of the reflection vessel.w hich has an elliptic crossISeCdon.the high peak‑pressure and im pulse are obtai ned and.both val ues ar e of approxim ately 3.3 tim es those from the case of the detona血g cord directly pasted on a m etalplate.

( ● D epartm ent of M echanicalE ngineering.F aculty ofE ngineering,K um am oto U ni･

versity,2‑39‑ 1 K urokam i,K um am oto 860‑8555,Japan

● ● Shock W ave and C ondensed M atter R esearch C enter,K um am oto U niversity.2‑

39‑ 1 K urokam i.K um am oto 860‑8555.Japan)

Kayaku Gakkaishi.VoJ.61,No.1.2000 1 49 ‑