大阪府立大学工学部年報 1991

大阪府立大学工学部年報 1991

引用

大阪府立大学工学部年報. 1991

その他のタイトル

Annual research report College of Engineering

University of Osaka Prefecture 1991

ANNUAL RESEARCH

REPORT

COLLEGE

OF ENGINEERING

UNIVERSITY

OF OSAKA

PREFECTURE

Issued

September

30, 1992

COLLEGE

OF ENGINEERING

UNIVERSITY

OF OSAKA PREFECTURE

1-1 GAKUEN-CHO,

SAKAI,

OSAKA,

593 JAPAN

ANNUALRESEARCHREPORT

COLLEGEOFENGINEERING

UNIVERSITYOFOSAKAPREFECTURE

大 阪 府 立 大 学 工 学 部 年 報

COLLEGEOFENGINEERING

UNIVERSITYOFOSAKAPREFECTURE

1-1GAKUEN-CHO,SAKA1,0SAKA,593JAPAN

大 阪 府 立 大 学 工 学 部

₁₉₉₁

発 刊 に あ た り

大阪府立大学工学部長

平 紗

多 賀 男

近 年 の学 術 研 究 の 著 し い進 展 、 急 速 な 技 術 革 新 、 国 際 化 、 価 値 観 の 多様 化 、 さ らに は18才 人

口 の 急 減 な ど、 大 学 を と り ま く情 勢 は急 激 に変 化 しっ っ あ り ます 。 我 国 が 引 き続 き社 会 の 活 力

を 維 持 し国 民 生 活 の 向 上 を 図 っ て い く上 で 、 創 造 性 豊 か な人 材 の 育 成 と、 基 礎 研 究 を 中 心 とす

る科 学 技 術 の 振 興 を 担 う大 学 の 役 割 は益 々 重 要 とな って きて い ます 。

平 成3年7月

の大 学 設 置 基 準 の改 正 に よ っ て 、 大 学 設 置 基 準 を大 綱 化 す る と と もに 、 大 学 に

お け る教 育 研 究 活 動 全 般 に わ た る 自 己 点 検 評 価 制 度 を確 立 させ る こ とが定 め られ ま した 。 これ

は、 大 学 が 自 ら創 意 と工 夫 を重 ね て大 学 に お け る教 育 研 究 活 動 を、 個 性 化 し活 性 化 す る こ とに

よ って 、 そ の 質 的 向 上 を図 る こ とを狙 い とす る もの で あ り ます 。

大 阪 府 立 大 学 工 学 部 に お い て も、 同年11月 、 工 学 部 ・工 学 研 究 科 自己 点 検 評 価 委 員 会 を設 置

し、 「

理 念 ・目標 」、 「教 育 活 動 」 及 び 「

研 究 活 動 」 の 各 専 門 委 員 会 を設 け、 工 学 部 に お け る 自己

点 検 評 価 の 具体 的項 目及 び 方 法 を 中心 に検 討 を進 め て い ま す。 当 学 部 で は、従 来 か ら大 阪 府 立

大 学 紀 要Aシ

リー ズ の刊 行 の ほか 、 関 係 機 関 に対 す る各 種 の情 報 提 供 等 を通 じて 教 育 研 究 内 容

を公 開 す る こ とに も努 力 して まい り ま した 。 さ らに 、 昨 年 度 か ら よ り多 くの 方 々 に大 阪 府 立 大

学 工 学 部 の活 動 状 況 を ご理 解 い た だ くた め に、 「

大 阪 府 立 大 学 工 学 部 年 報 」を発 刊 す る な ど、 研

究 活 動 に関 す る部 分 に つ き ま して は、 自 己 点 検 評 価 の 準 備 は整 い つ つ あ り ます 。 本 冊 子 は、 そ

の第2号

に 当 た る もの で 、1991年1月

か ら12月 ま で の 大 阪 府 立 大 学 工 学 部 及 び 工 学 研 究 科 の 活

動 記 録 で あ り ます 。 年 報 を学 内外 の 多 くの 方 々 に ご 高 覧 い た だ き、 ご意 見 を賜 る と と もに 、 本

学 工 学 部 の活 動 状 況 を ご理 解 い た だ くた め に ご活 用 願 えれ ば幸 い に存 じ ます 。

な お 、 教 育 活 動 に 関 す る部 分 の 自己 点 検 評 価 に つ き ま して は、 よ うや くそ の 前 提 とな る 、 工

学 部 ・工 学 研 究 科 の 教 育 理 念 ・目標 に つ い て検 討 を 終 え、 現 在 この 教 育 理 念 ・目標 に 照 ら して 、

現 実 の 工 学 部 ・

工 学研 究 科 にお け る 教育 活 動 を 点検 評 価 す る た め に検 討 を進 めて い ます 。 今 後 、

学 部 の 運 営 等 に関 す る部 分 も含 め 出 来 る だ け早 く検 討 を終 え、 別 途 検 討 が 進 め られ て い る大 阪

府 立 大 学 全 体 の 自己 点検 評 価 制 度 に集 約 しな けれ ば な ら な い と考 えて い ま す。

大 阪 府 立 大 学 が 大 学 設 置 基 準 改 正 の趣 旨 を生 か し、

適 切 に 自己 点 検 評 価 を行 う こ と に よ っ て 、

教 育 研 究 活 動 の 活 性化 と個 性 化 を実 現 す る こ とが 、社 会 の要 請 に応 え る こ と に な る と考 え、

我 々

教 職 員 一 同 精 一 杯 努 力 して い く覚 悟 を固 め て い ま す の で 、 関 係 各 位 の ご支 援 、 ご協 力 を お願 い

い た し ます 。

目

大 阪 府 立

機 械 工 学 科(MechanicalEngineering)

航 空 工 学 科(AeronauticalEngineering)

大 学 工 学 部 組 織 表(Organization)

次

電 気 工 学 科(ElectricalEngineering)

電 子 工 学 科(Electronics)

応 用 化 学 科(AppliedChemistry)

化 学 工 学 科(ChemicalEngineering)

金 属 工 学 科(MetallurgicalEngineering)

船 舶 工 学 科(NavalArchitecture)

経 営 工 学 科(lndustrialEngineering)

数 理 工 学 科(MathematicalSciences)

共 通 講

座(Inter-disciplinary)

1

3∼40

41∼64

65∼98

99∼116

117∼166

167∼186

187∼216

217∼230

231∼252

253∼262

263∼270

工 学 修 士 論 文 リ ス ト(MasterTheses)

工 学 博 士 論 文 概 要(DoctorTheses)

被 顕 彰

者(UniversityAward)

講

座(Lectures)

外 国 か ら の 来 訪 者(ForeignVisitors)

271∼280

281∼293

294

295

296∼297

大阪府 立大学

大阪府 立大 学工学部 組織表

事 務 局

学 生 部

附属 図書館

計 算 セ ン ター

学

部

大 学 院

附属研究所

工 学 部

農 学 部

経済学部

総 合科学部

社 会福祉学部

工学研 究科

機 械 工 学 科(IO講

座)

航 空 工 学 科(5講

座)

電 気 工 学 科(8講

座)

電 子 工 学 科(6講

座)

応 用 化 学 科(9講

座)

化 学 工 学 科(5講

座)

金 属 工 学 科(7講

座)

船 舶 工 学 科(4講

座)

経 営 工 学 科(4講

座)

数 理 工 学 科(6講

座)

共 通 講 座(2講

座)

(手

専士 課 不

呈)

農学研究 科

経済学研 究科

総 合科学研 究科

社会福祉学研究科

機 械 工 学 専 攻(llコ

ー ス)

航 空 工 学 専 攻(5コ

ー ス)

電 気 工 学 専 攻(8コ

ー ス)

電 子 工 学 専 攻(6コ

ー ス)

応 用 化 学 専 攻(IOコ

ー ス)

化 学 工 学 専 攻(5コ

ー ス)

金 属 工 学 専 攻(7コ

ー ス)

船 舶 工 学 専 攻(4コ

ー ス)

経 営 工 学 専 攻(4コ

ー ス)

数 理 工 学 専 攻(6コ

ー ス)

機

械

工

学

科

機 械 工 学第1講 座(材 料 力学)

教

授

谷

村

眞

治

助教 授

東

健

司

助

手

小

森

茂

助

手

石

田

良

平

助

手

海

津

浩

一

機械 工 学 第2講 座(流 体 工 学)

教

授

木

田

輝

彦

助 教授

仲

谷

仁

志

助

手

中

嶋

智

也

機 械工 学 第3講 座(機 械 システムエ 学)

教

授

伊

東

弘

一

助 教授

横

山

良

平

助

手

斯

波

敬

機 械 工学 第4講 座(熱 エネルギー工学)

教

授

沼

野

正

薄

助 教 授

佐

野

孝

郎

講

師

加

茂

信

行

助

手

松

浦

寛

人

機 械 工学第7講 座(機 械 工作)

教

授

田

中

芳

雄

助 教授

杉

本

正

勝

助

手

嶋

橋

安

廣

機 械 工学第8講 座(計 測 工学)

教

授

岩

田

耕

一

助 教授

久

保

速

雄

助

手

菊

田

久

雄

機 械 工学第9講 座(精 密 工作)

教

授

川

口

格

助 教授

喜

田

義

宏

講

師

井

上

久

弘

機械 工学 第 田講 座(制 御 工学)

教

授

小

野

敏

郎

助教授

栗

林

勝

利

講

師

大 須賀

公

一

助

手

和

田

光

代

機 械 工学 第5講 座(内 燃機 関)

教

授

角

田

敏

一

助 教授

太

田

幹

郎

講

師

片

岡

克

己

助

手

津

江

光

洋

機 械工 学 第6講 座(機 械 設 計)

教

授

谷

川

義

信

助 教授

菅

野

良

弘

講

師

池

田

清

彦

助

手

河

村

隆

介

鎌1.

学 術 論 文, 国 際会 議Proc.}rewwwwgewewgewewg※

※

■GeneratedForceandDeformationata Conicallmpact-EndofAluminumBar (ア ル ミ棒 の 円 錐 状 衝 撃 端 で の 発 生 衝 撃 力 と 変 形 挙 動) S.Tanimura Proc.ofPlasticitiy'91,413-416(1991) Abriefsurveyofrecentstudiesonlocalplastic deformationduringcollisionoftwobodiesandon generationofimpactforceatthecontactpartis made.Presentedarerecentlyobtainedexperimen-talresults,whenaluminumbarswithacircular truncatedconeend,collideaxially,perpendicularly, againstaplanewallatacomparativelylowspeed. Itisconfirmedthattheproposedtheoreticalrela- tionscanbeusedtopredicttheimpactforcegener-atedatthecontactpartwherepulseshapesensi・ tivelyvarieswiththeshapeofthecontactpartofa collidingbody,aswe11aswiththesizeofthebody andthecollisionvelocity. ■AConstitutiveEquationDescribingStrain Hardening,StrainRateSensitivity,Temper-atureDependenceandStrainRateHistory Effect (ひ ず み 硬 化,ひ ず み 速 度 感 受 性,温 度 依 存 性,及 び ひ ず み 速 度 履 歴 効 果 を 表 現 す る 構 成 式) S.TanimuraandK.Ishikawa Proc.ofPlasticitiy'91,417-420(1991) Aconstitutiveequationwithwhichstrainharden-ing,strainratesensitivity,temperaturedependence andstrainratehistoryeffectcanbedescribed coveringawiderangeofstrainrates・isproposed. Todescribethestrainhardeningandthestrainrate historyeffect,anewideawhichtakesintoaccount theplasticworkinamanneroffadingmemoryis introduced.Itisillustratedthatmaterialbehaviors observednotonlyinconstantstrainratetestsbut alsoinjumptestscanberepresentedfairlywellby theproposedequation.

置DynamicBehaviorofAxisymmetricBodies

underTwo-DimensionalWavePropagation

(2次

元 波 動 伝 ぱ の も とで の 軸 対 称 物 体 の 動 的

挙 動)

S.Tanimura,K.KaizuandKHigashi

Proc.oftheSixthInt.Conf.onMechanicaI

BehaviourofMaterials-VI,KyQto,371-376(1991)

Stressfocusing,10calbehaviorandimpactfrac-tureinitiationinabodyunderstresswavepropaga一

tionhaveattractedspecialinterestrecently、Inthis paper,abriefsurveyofrecentstudiesonthese dynamicproblernsismade,Suchstudieshavebeen donemainlybyanalyzingtwo-dimensionalstress wavesinelasticandelastic/viscopIasticbodies, usingbicharacteristicmethod.Newlyanalyzed resultsondynamicbehaviorsofacontainerwhich canbeusedforshockcompactionofpowder, obtainedbyusingbicharacteristicrnethod,are presented.Influenceoftemperaturegradientina cylindricalrodontwo-dirnensionalstresswave propagationismadeclear. ■lnfluenceoftemperatureonstabilityofhigh strainratedeformationinsomecommercial alUminUmallOyS (各 種 の 実 用 ア ル ミニ ウ ム 合 金 の 高 速 で の 変 形 の 安 定 性 に 及 ぼ す 温 度 の 影 響) K.Higashi,T.Mukai,K.Kaizu, S.TsuchidaandS.Tanimura Proc.oftheSixthInt.Conf.onMechanical BehaviourofMaterials-VI,Kyoto, PergamonPress,307-312(1991) Thetensilepropertiesofcornmercialaluminium a110yshavebeeninvestigatedatstrainrates between4×102to4×10-3s-Ioverthetemperature rangefrom77to723K.Adecreaseintheflow stressandanincreaseinfractureelongationwith increasingtemperaturewasobservedforallalloys. Theductilityofthealloysisafunctionnotonlyof strainratesensitivityexponentmbutofdependson therelationbetweenmandthestrainhardening coefficientγ.Inthehighstrainrateregionan increaseinmwithstrainandmaintainingaposi-tiveγwithstrainleadstohighductility. 圏Microstructuralevolutionduringsuper-plasticflowofabinaryMg-8.5wt.%Lialloy (Mg-8.5wt%Li二 元 合 金 の 超 塑 性 流 動 中 の ミク ロ 組 織 変 化) K、HigashiandJ.Welfenstine MaterialsLetters,10,329-332(1991-1) Awarm-rolledbinaryMg-8.5wt,%Lialloy exhibitssuperplasticityatintermediatetempera・ tures.Elongation-to-failuresashighas610%were obtained.Theirlcreaseinthevalueofthestrain-rate-sensitivityexponentandthechangeinthe microstructuresuggestthattheMg-8.5wt.%Li alloyhasundergonecontinuousdynamic recr夕stallizationduringsuperplasticdeformation.

■RegularElectroconductiveNetworksMade

FromMetal-CoatedPlasticPowders〈Effect

ofParticleSizeonConductivity>

(金 属 で 被 覆 した 樹 脂 粉 末 か ら 形 成 され る規 則 的

な 電 気 伝 導 性 ネ ッ トワ ー ク 〈伝 導 度 に 及 ぼ す 粒 子

寸 法 の 影 響 〉)

M.Alonso,M.Satoh,K.Miyanami,

K.HigashiandT.Ito

PowderTechnology,67,11-13(1991)

Thestudyonthree-dimensionalconductivenet-worksmadethroughcompactionofmetal-coated

plasticpowderreportedinapreviouspaperis

extendedheretoincludetheeffectoftheplastic

particlesizeontheconductivityofthecomposite。

■ 超 塑 性7475AI合 金 の 空 洞 形 成 に 及 ぼ す 変 形 モ ー ドの 影 響 岩 崎 源,速 水 哲 博,東 健 司,伊 藤 太 一 郎,谷 村 眞 治 塑t生 と 力口工,32-362,359-363(1991-3) Cavitationduringsuperplasticflowhasbeen examinedin7475aluminiumalloystrainedin uniaxialandequibiaxialtension.Measurementsof cavityvolumefractionshavebeenmadeusing precisiondensity.Itisfoundthat(1)cavityvol-umefractioninequi-biaxialtensionislargerthan thatinuniaxiaItensionatoverallstrainforevery strainrate,(2)relationbetweenvavityvolume fraction,V,andstrain,ε,canbedescribedbythe equationofV=Voexp(η ε)withonevalueofη overthestrainrangeofO.15to1.Oinequi-biaxial tension,whilewithtwodifferentvaluesofη dependingonstrainrangeinuniaxialtension,(3) ηforIowstrainrangeismuchlargerthanthatfor highstrainrangeinuniaxialtension,and(4)ηof equi-biaxialtensionisalwayslarger'thanthatfor highstrainrangeandsmallerthanthatforlow StrainrangeOfUniaXialtenSiOn. 置Acandidateforinterconnectionmaterial;Al -Yalloythinfilms (結 線 材 料 の 開 発;Al-Y合 金 箔 膜) Y.K.Lee,N.Fujimura,K.Higashi,T.Ito andN,Nishida MaterialsLetters,10,344-347(1991-8) WeproposeAI-Yalloysasposiblecandidatesfor interconnectionsforsiliconintegratedcircuits, becausewehavedeterminedthatbulkAl-RE(rare -earth)metaialloysystems ,particularlyintheAl -Yalloysystem _{,possessverysmallgrains,high} heatandhighcorrosionresistance.Byuseofaco-evaporatingmethod,Al-Yalloyfilmswithinthe compositionrangeofO-8.6wt%(O-2.8at%)were depositeddirectlyonto(100)Sisubstrates.These filmsexhibitasignificantdecreaseingrainsizein

comparisonwithpureAIfilm.Furthermore,the

electricalresistivityofthefilms,whichincreases

withincreasingYconcentrationintheas-deposited

state,tendstodecreasetothelevelofpureAlby

annealing.

8超 塑 性 窯 化 ケ イ 素 粒 子 強 化6061基 複 合 材 料 の 高 温 特 性 馬 渕 守,東 健 司,岡 田 義 浩,谷 村 眞 治, 今 井 恒 道,久 保 勝 司 粉 末 お よ び 粉 末 冶 金,38-5,664-667(1991) SuperplasticbehaviorinSi3N4particulaterein- forced6061Almatrixcompositehasbeeninves-tigatedinaconstantstrainratetensiontest.The particulatecompositewasprocessedw童thhot extrusionat773Kwithareductionratioof100, andtheas-extrudedcompositewastestedat818K. Asaresult,theparticulatereinforcedcomposite showedsmalIelongationof50%atlowstrainrate fo10-4s-',however,totalelongationincreasedwith strainrate,andthecompositeshowedlargeelonga-tionsofrnorethan400%athighstrainratesof10-1 -10。s-1ThecompositeshowedlowmvalueofO _.1 atlessthan10『2s-1,whichcorrespondstolowelon-gation,however,showedhighmvaluesofmore thanO.3atmorethan10-is-iThegrainsofthe compositeafterannealingat818Kwerelessthan3 μmandsubgrainstructurewasobservedinthe grains.Grainboundaryslidingpatternwasobserv- edonthesurfaceofthespecimendeformedsuper-plastically.Superplasticdeformationisprobably duetothegrainboundarysliding.

圏StrainRateDependenceonMechanical

PropertiesinsomeCommercialAluminum

Alloys

(各 種 実 用 ア ル ミニ ウ ム 合 金 の 機 械 的 性 質 の ひず

み 速 度 依 存 性)

K.Higashi,T.Mukai,K.Kaizu,

S.TsuchidaandS.Tanimura

JournaldePhysiqueiv,ColloqueC3,SupP1.

auJournaldePhysiquem,VoL1,C3-341

-346(1991)

TheflowstressandductilityofsomecommerciaI aluminumallys(1050,3003,3004,5182and 7NO1)havebeeninvestigatedasafunctionof strainratesovertherangefromlx10-3to4x103s-1 atroomtemperature.Themaximumflowstressof both1050and3003alIoysincreaseswithincreasing strainrate,butthemaximumflowstressof3004, 5182and7NOIalloydecreaseswithincreasing strainrateinthe正owandintermediaterangesfrom lx10-3tolx102s一 且TheabovethreeaIloyswhich showedtheparticularbehaviorofflowstressinthis StrainraterangeCOntainmagneSiUmatOmSin

solute.So,thisbehaviorofflowstressinthese alloysseemedtobeconcernedwiththeinteraction betweenmagnesiumatomsinsoluteanddisloca・ tions.Theelongationinfailureincreaseswith strainrateforrnostofthepresentalloysexceptfor the7NOIalloy.

■TheMicrostructuralEvolutionDuringDefor-mationunderSeveralStrainRatesina

Commercia15182AluminumAlloy

(実 用5182ア

ル ミニ ウ ム 合 金 の 各 ひ ず み 速 度 下

に お け る 変 形 中 の ミク ロ組 織 変 化)

K.Higashi,T.Mukai,K.Kaizu,

S.TsuchidaandS.Tanimura

JournaldePhysiqueIV,ColloqueC3,

Supp1.auJournaldePhysiqueIII,Vol.1,

C3-347-352(1991)

Theflowstressofacommercial5182aluminum alloyhasbeeninvestigatedasafunctionofstrain ratesintherangefromlxlO-3to4x103s-latroom temperature.The5182alloyexhibitedthengative strainratesensit至vityofflowstressinastra至nrate rangebelow102s一 瓦,ofwhichthemaximumflow stressdecreasedwithincreasingstra量nrate.This tendinflowstresswithstrainrateswasobserved forothercommercialaluminiumalloyswhich includemagnesiumatomsinsolutesuchasthe3004 arid7NOIalloys.Itseemsthatthemicrostructual evolutionduringdeformationhasoccurredinthese alloys.Theincrementalstrainratetestsrevealed thatthetruestrainratesensitivityispositiveunder thesamestructureofalloys,andthereappeartobe thenegativestrainratesensitivitycorrespondingto themicrostructuralevolutionaftersomedeforma- tions、Fromtheobservationbytransmissionelec- tronmicroscopy,thedecreasingofdislocationden- sitiesresultingfromthearrangementofthenet-work-1ikedeformationbandsbydislocationswith straining,IeadtotheIowerstressesatthestrains wherethenegativestrainratesensitivityisobserv-ed. iSuperplasticityinas-extrudedSi3N4w/6061 aluminumcompositesprocessedataratio of100:1 (too:1の 比 で 押 出 し 製 造 さ れ たsi3N4w/6061 ア ル ミニ ウ ム 複 合 材 料 の 超 塑 性) M.Mabuchi,T.Imai,K.Kubo,K.Higashi, Y.OkadaandS.Tanimura MaterialsLetters,10,339-342(1991-8) 6061aluminummatrixcompositesreinforced with20vo1%Si3N,whiskershavebeenextruded at773Kwithareductionratioof100:Landtheir propertieshavebeeninvestigatedatanelevated temperatureof818K.AIargeelongationof600% wasobtainedatanin{tialstrainrateof2×10-is-1

■Superplastic-LikeBehaviorinAs-Extruded

Al-Zn-MgAIIoyMatrixCompositesRein-forcedwithSi3N4Whiskers

(Si3N4ウ

イ ス カ ー で 強 化 され たAl-Zn-Mg合

金

基 複 合 材 料 押 し出 し材 の 超 塑 性 挙 動)

M.Mabuchi,K.Higashi,S.Tanimura,

T.ImaiandKKubo

ScriptaMetall.,etMater.,25,1675-1680(1991)

■SuperplasticBehavioratHighStrainRates

inaParticulateSi3N4/6061AluminumCom-posite

(粒 子 強 化 型Si3N4/6061複

合 材 料 の 高 ひ ず み

速 度 で の 超 塑 性 挙 動)

M.Mabuchi,K.Higashi,Y、Okada,

S.Tanimura,T.ImaiandK.Kubo

ScriptaMetall.,etMater.,25,2003-2006(1991)

■DeformationCharacteristicsinPIMAIumi-numAlloysatHighTemperatures (高 温 で のPIMア ル ミニ ウ ム 合 金 の 変 形 特 性) KHigashi,S.Itsumi,M.Hoshikawa, Y.Matsumura,T.Ito,S.TanimuraandH. Yoshida SuperplasticityinAdvancedMaterials,Ed. byS.Hori,M.TokizaneN.Furushiro, TheJapanSoceityforResearchonSuper-plasticity,Osaka,575-580(1991) RecentadvancesinthetechnologiesofPowder metallurgyhaveledtothedevelopmentofsome newsuperplasticaluminumalloyscontaininga deliberateadditionofalargeamountofZrand/or CrandMnthatexhibitthehighstrainratesuper-plasticity.Superplasticityofthesealloyshasbeen observedoverthestrainratesoflx10-ls一1,which ratesaretwoorthreeordersofmagnitudefaster thanthoseatwhichsuperplasticityisfoundin conventionalsuperplasticaluminumalloys prodecedby至ngotmetallurgy.Inthispaperthe superplasticperformanceforsomeP/Msuperplas-ticaluminumalloys,Al-Zn-Mgsystem,Al-Mg systemandAl-Cusystemalloyswithalarge amountofeitherZrorMnhasbeeninvestigated experimentallyinawidestrain-ratesrange.The highstrain-ratessuperplasticityobtainedinboth typeoffullystaticrecrystallizedanddynamic recrystalizedP/Maluminumalloys.Thedecreas-ingofinitialsizeofgrainsand/orsub-grainsleads theincreasingthestrain-ratesforsuperplasticflow inbothtypedalloys.Therefinementofgrainsor sub-grainssizeisoneofnecessaryandimportantto

obtainthehighstrain-ratessuperplasticity.Alarge amountinsupersaturationofthetransitionele- ments,suchasZr,CrandMnfo㎜edfinedisper-soidswithlargevolumefraction,Duetothese pinningeffectsofthefineparticles,afine(sub) grainrequiredforsuperplasticdeformationis obtainedinP/Maluminumalloys. ■SuperplasticTwo-PhaseMg-Lialloys (超 塑 性 二 相Mg-Li合 金) K.Higashi,0.D.Sherby,G.Gonzales-DoncelandJ.Wolfenstine SuperplasticityinAdvancedMaterials,Ed. byS.Hori,M.TokizaneandN.Furushiro, TheJapanSoceityforResearchonSuper-plasticity,Osaka,491-496(1991) Superplastictwo-phaseMg-Li(:8.5togwt.% Li)alloyswerepreparedusingtwodifferentproces- singroutes.InthefirstroutearecrystaHizedfine-grainedstructurewasobtainedinaMg-9wt.%Li alloypriortosuperp]asticdeformationusingafoil metallurgytechnique.Inthesecondrouteawarm- rolledMg-8.5wt.%Lialloywithanunrecrysta11- izedm{crostructurewhichuponsuperplasticdefor- mationunderwentdynamicrecrystallizationresult-ing{nafine-grainedmicrostructure.Inbothcases highvaluesofthestrain-rate-sensitivityexponent, m,(m』0.4)andelongations-tofailureinexcess of400%wereobtained.Theas-casttwo-phaseMg -9wt _{.%Lialloyexhibitedam=:O.15toO,2andan} elongation-tofailureofabout70%overasimilar strainrateandtemperaturerange. 幽PositiveExponentStrain-RateSuperplas-ticityinMechanicallyAIIoyedAluminum (メ カ ニ カ ル ア ロ イ ン グ さ れ た ア ル ミニ ウ ム 合 金 の ポ ジ テ ィブ エ ク ス ポ ネ ン ト超 塑 性) K.Higashi,T.Okada,T.Mukaiand S.Tanimura SuperplasticityinAdvancedMaterials,Ed. byS.Hori,M.TokizaneandN.Furushiro, TheJapanSoceityforResearchonSuper-plasticity,Osaka,569-574(1991) Thetensilebehaviorsofthreemechanicallyal-10yedaluminumIN9052,IN905XLandIN9021 withultra-finegrainedstructureswerecharacter-izedatstrain-ratesbetween10rr3s-iand200s『1at temperaturesbetween698Kand848K.Thesealloys haveexhibitedsuperplasticityathighstrain-rates betweenlandlOOs-1,0ratpositiveexponent strain-rates.Amaximumelongationof750%for IN9021wasobtainedataconstantstrain-rateof2 s-1at748KandforIN9052amaximurnelongation of250%at10s-land848K,alsoforIN905XLa maximumelongationofl80%at20s-1and848K. Thereweresomes1milaritiesinsuperplasticdefor- mationofabovethreemechanicallyalloyedalumi-numalloys,Atstrain-ratesabove10-is-iwhere superplasticitywasobtained,thestraln-ratesens1・ tivitymisO.3(n=3-4),thatislowerthanO.5for trad1tionalsuperplasticalloys.Atstrain-rates below10}1s-1,thestrainratesensitivitydecreases toaboutO.03(n=30),withcQrrespondingIowelon・ gation(〈100%).Theexistenceofatemperature dependentthresholdstresswasrevealedinthehigh strain-ratesuperplasticregime.Thenewexperi. mentalresultsofsuperplasticbehaviorsandits mechanismforallmechanicallyalloyedaluminum IN9052,IN905XLandIN9021withultra-fine grainedstructuresmightdifferfromthekindof thatexpectedfromestablishedsuperplasticityand creeptheoriesuptodate. 回HighStrainRateSuperplasticityinParticu-lateAluminumComposite (粒 子 強 化 型 ア ル ミニ ウ ム 基 複 合 材 料 の 高 速 超 塑 性) M.Mabuchi,K.Higashi,Y.Okada, S.Tanimura,T.IlnaiandK.Kubo SuperplasticityinAdvancedMaterials,Ed. byS.Hori,M.TokizaneandN.Furushiro, TheJapanSoceityforResearchonSuper-plasticity,Osaka,385-390(1991) SuperplasticbehaviorinSi,N,Pa「ticles「ein' forced6061AlmatrixcompositesandSi3N4whis-kersreinforced6061AImatrixcomposites,volume fractionofreinforcementwas20%,hasbeeninves-tigatedinaconstantstrainratetensiontest.The compositeswerefabricatedbytheprocessinclud- inghotextrusion,Asaresult,as-extrudedparti-culate6061AIcompositesshowedlargeelongation ofabout450%at818Kwithstrainratesfrom10-k to10。s一 ユ,whichwereveryhighstrainrates.WhiIe, as-extrudedwhiskersreinforcedcomposites showedabout450%elongationatastrainrateof4 x10-2smlThus,Si,N4particulatecomposites showedmuchhigherstrainratesuperplasticity thanSi,N,whiskersreinforcedcomposites.Si3N, whiskersreinforcedcompositeshowedhighstrairl hardingexponent,however,Si3N,particulatecom-positeshowedIowstrainhardingexponentatthe optimalstrainrateforlargeelongation.Thereis supposedlydifferenceinmechanismofsuperplastic deformationbetweenparticulatecompositesand whiskersreinforcedcomposites.

■SuperplasticDeformationCharacteristicsof

5083AluminumAIIoy

(5083ア

ル ミニ ウ ム 合 金 の 超 塑 性 変 形 特 性)

H.Iwasaki,K.Higashi,S.Tanimura,

T.KomatubaraandS.Hayami

SuperplasticityinAdvancedMaterials,Ed. byS.Hori,M.TokizaneandN.Furushiro, TheJapanSoceityfo「 「esea「chonSuPe「-plasticity,Osaka,447-452(1991) Superplasticdefo㎜ationcharacteristicsoffine-grainedhighpurity5083alloywasinvestigatedina temperaturerangefrom783Kto823K,andina strainraterangefrom2x10-4s-1tolxlO"3s-i.The alloycompositionwas4.7%Mg,0.65%Mn,0.13% Cr,0.04%Si,0.01%Cu,andO.03%Ti.Grainsize changedduringheatingattemperatureof823K beforetensiletestingfrom8.5μmto11.5μmfor1,8 ksandto13μmfor7.2ksrespectively.Strain-in-ducedgraingrowthisalsoobservedandthe amountofgrowthincreaseslinearlywithincreas-1ngstrainandwithdecreasingstrainrate.Ata temperatureof823Kandstrainof1.0,thegrain growthis6μmatastrainrateof2x10-4s-land3.5 μmatlx10幽3s-1AmaximummvalueofO.58is obtainedatatemperatureof823Kandatastrain rateof5x10-4s凹lintheexperimentalrange.M valuedecreaseswithincreasingstrainandtherate ofdecreaseisaminimumataconstantstrainrate of2x10-4s  置.Cavityvolumefractionisminimumat temperatureof783Kandincreaseswithincreasing temperatureforeverystrainrate.Maximumelon-gationof450%canbeobtainedattemperatureof 783Kandstrainrateof2x10-4s-1.Differenceofonly 1μmingrainsizeofas-receivedsheets,causesa littlechangeinmvalues,cavityvolumefractions andelongations. iNewCompoundingMethodfortheCom-positeMaterialUsingtheParticulate SuperplasticAl-LiAIloyandSICPowders (超 塑 性AI-Li粉 末 とSiC粒 子 を 用 い た 複 合 材 料 の 新 し い 製 造 法) MSatoh,K.Miyanami,K.Higashi, S.TanimuraandH.Yoshida SuperplasticityinAdvancedMaterials,Ed. byS.Hori,M.TokizaneandN.Furushiro, TheJapanSoce孟tyforResearchonSuper-plasticity,Osaka,399-403(1991) Thenewmethodfordispersingceramicfine powdershomogeneouslyintoparticlulatematrix a110yhasbeendeveloped.Thematrixalloywhich crystalgrainsizeandshapeinoneParticlea「e controlledaccordingtotherequiredaccuracy showsthesuperplasticproperty.SiCpowderwas penetratedalongtheboundaryofcrystalgrainin theparticleandthehomogeneousdispersionof fi11erinthematrixpowdercouldbesuccessfully achieved.Withthisnewmethod,acompositepow・ der(i.e.,eachparticleitselfbeingacomposite) ratherthanamixtureofdifferentcomponentsls

obtained.

■DevelopmentonConstructionTechnology forUnder-SurfaceLunarBaseUsin.g SuperpiasticAlloy (超 塑 性 材 料 を 用 い た 月 面 基 地 の 建 築 工 法 の 開 発) T.Saito,T.Ogawa,Y.Nakayama,K.Asai andK.Higashi SuperplasticityinAdvancedMaterials,Ed. byS.Hori,M.TokizaneandN.Furushiro, TheJapanSoceityforResearchonSuper-plasticity,Osaka,825-830(1991) Uptothistime,theauthorshaveproposedthe "Gas -BalloonMethod"forconstructionofunder-surfaceIunarbasebyusingarubber-likeflexib工e balloonthatisinflatedbygaspressure.IntheGas -BalloonMethod ,afteranunder-surfacespaceis created,thebasewillconstructedinthatspace. Therefore,whentheballoonismadeofanelastic material,suchasrubber,thegaspressurewithinthe balloonmustbemaintainedataspecificleveluntil theconstructionofthestructurewhichbearsthe externalforce(suchasgroundpressure)iscom-Pleted,adisadvantagemakingtheconstruction extremelycomplicated.Therefore,thepossibiユity ofconstructionunder-surfaceIunarbaseusing superplasticaUoysysteminsteadofelasticmaterial fortheballoonwasexamined. ■Superpiastic-likebehaviorinAトMg-Si compositesreinforcedwithα 一Si3N40rβ 一 Si3N4whiskers (α 一Si3N4お よ び β 一Si3N4ウ イ ス カ ー で 強 化 さ れ たAI-Mg-Si複 合 材 料 の 超 塑 性 的 挙 動) M.Mabuchi,T.Imal,K.Kubo,K.Higashi andS.Tanimura MaterialsLetters,12,276-280(1991-4) Superplastic-1ikebehaviorhasbeeninvestigated forA1-Mg-Sialloymatrixcompositesreinforced

witheitherα 一Si,N,orβ 一Si3N4whiskers.Both compositesexhibitedlargeelongationsinthehigh stra至nraterangenear10-is-lThesuperplastic potentialofthecompositereinforcedwithβ 一Si3N4 whiskerswassuperiortothatofthecomposite reinforcedwithα 一Si,N,whiskers.

■PositiveExponentStrain-RateSuperplas-ticityinMechanicaHyAlloyedAluminum

IN9021

(メ カ ニ カ ル ァ 回 イン グ さ れ たIN9021ア

ル ミニ ウ ム

合 金 の ポ ジ テ ィブ エ ク ス ポ ネ ン ト超 塑 性)

K.Higashi,T.Okada,T.Mukaiand

S.Tanimura

ScriptaMetall.,etMater.,25,

2053-2057(1991)

■VeryHighStrain-RateSuperplasticityina

ParticulateSi,N,/6061AluminumCompo-site

(Si,N、/6061粒

子 強 化 複 合 材 料 の 超 高 速 超

塑 性)

M.Mabuchi,K.Higashi,Y.Okada,

S.Tanimura,T.ImaiandK.Kubo

ScriptaMetall.,andMater.,25,2517-2522(1991)

iSuPerPlasticPropertiesinaSi,N4w/Ai-Zn-MgCompositeExtrudedataReduction Ratioof100=1 (100=1の 圧 下 率 で 押 出 し 製 造 さ れ たSi,N、w/AI -Zn-Mg複 合 材 料 の 超 塑 性 特 性) M.Mabuchi,T.Imai,K.Kubo,K.Higashi andS.Tanimura MaterialsLetters,12,330-334(1991-5) AI-Zn-Mgsystemalloymatrixcompositerein-forcedwith20vol%Si,N,whiskershasbeen extrudedat773Kwithareductionratioof100:1, anditssuperplasticpropertieshavebeeninvestigat-edatanelevatedtemperaturebyaconstant velocieytensiontest.Amaximurnelongationof 240%wasobtainedat5×10-is-' ■NewFabricationProcedureforSuperplastic AluminumCompositesReinforcedwith Si3N4WhiskersorParticulates (Si3N、 ウ イ ス カ ー お よ び 粒 子 で 強 化 さ れ た 超 塑 性 ア ル ミニ ウ ム 複 合 材 料 の 新 し い 製 造 プ ロ セ ス) M.Mabuchi,T.Imai,K.Kubo,K.Higashi, Y.OkadaandS.Tanimura AdvancedCompositeMaterials:New DevelopmentsandApplicationsConference Proceedings,Detroit,ASM,275-282(1991) Superplasticbehaviorin20vol%Si,N4particu-1atereinforced6061AImatrixcomposites,which wereextruded,hasbeeninvestigatedinaconstant strainratetensiontest.Theparticulatereinforced composjtesshowed400%600%elongationat morethan100s-1,andso,exhibitedpossibilityof positiveexponentstrainratessuperplasticity.AO.2 μmparticulatereinforcedcompositeshowedlarger maximumelongationthana1.0μmparticulate reinforcedcomposite,andfurther,theoptimum strainratesforlargeelongat{onsintheformer werehigherthanthoseinthelatter.Theparticulate compositesshowedhighmvaluesofO.30.5, however,intherelationshipbetweentotalelonga-tionandmvalue,theoptimumstrainratesforlarge

elongationswerenotthestrainraterangeofthe

highestrnvalueofO.5,butthestrainraterange

wheremvaluewasO.30.4,Flowstresswas

constantduringsuperplasticdeformation,since

dynamicrecrystallizationoccurredduringthe

deformation.Subgrainstructurewasdevelopedin

theparticulatecompositeafterannealingtheas-extrudedmaterialat818K,andsuchadeveloped

subgrainstructurecauseddynamicrecrystalliza-tion.

■PositiveExponentStrain-rateSuperplas-ticityinAluminumCompositesReinforced withSi,N4Particulates (Si3N、 粒 子 で 強 化 さ れ た ア ル ミニ ウ ム 複 合 材 料 の ポ ジ テ ィ ブ エ ク ス ポ ネ ン ト超 塑 性) M.Mabuchi,T.Imai,K,Kubo,K.Higashi, Y.OkadaandS.Tanimura AdvancedCompositeMaterials:New DevelopmentsandApplicationsConference Proceeding,Detroit,ASM,259-266(1991) Anewprocedure,containinghotextrusion,was proposedtofabricatesuperplasticaluminum matrixcompositesreinforcedwith20vol%Si3N4 whiskerorparticulate.Thecompositesextrudedat 773Kwithareductionratioof100showedsuper・ plasticbehavioratrelativelyhighstrainratesof morethan10-ls-1,thoughaas-hotpressedcompo-sitedidnotshowsuperplasticity.Thegrainsofthe as-hotextrudedcompositeswereveryfine,because recrystallizationoccurredduringhotextrusion.A lotofveryfineprecipitates(about10nm)were observedatgrainboundaryduringhotextrusion, andthesefineprecipitateshadaneffectofsuppre-ssionofgraingrowth.Therefore,thegrainswere finefortheSi,N4whiskerorparticulatereinforced composltes.

■温 度 こう配 を有 する円柱 内 を伝 ぱする弾 性 波 の 解

析

海 津浩 一,鈴 木 庸 介,

日本機 械学 会論 文 集,

谷 村 眞 治

A57,133-140(1991)

Two-dimensionalstresswavesinanelasticcircu-larcylinderwithathermalgradientwereanalyzed

numericallywhenanaxisymmetricimpulsiveload

wasappliedtotheendfaceofthecylinderheated

(orcooled)toproduceathermaldistribution.For

numericalanalysis,thefinitedifferencemethod

basedonintegrationalongbicharacteristicswas

employed.Byobtainingthenumericalresultsfor

thecasesofvarioustemperatureprofilesand

impactloadingconditions,itisclearlydemonstrat-edthatstresswavepropagationisaffectedbythe

thermalgradient,andthatwhenthethermalgradi-entinthepressurebarsofthesplitHopkinsonbar

becomessteeper,experimentalresultsbythecon-ventionalmethodcontainmorenoticeableerrors

_.

■ 縦 衝 撃 を 受 け る 液 体 を 満 た し た 弾 性/粘 塑 性 円 筒 形 容 器 の 動 的 挙 動 海 津 浩 一,谷 村 眞 治,宮 本 正 昭,鈴 木 庸 介 日 本 機 械 学 会 論 文 集,A57,147-153(1991) Two-dimensionalstresswavesinanelastic/visco-plasticcircularcontainerfillingwithliquidwere analyzednumerically,whenaxisymmetricimpacts wereappliedtotheendofthecontainer.Forthis numericalanalysis,themodifiedfinitedifference rnethodbasedonintegrationaIongbicharacteris・ ticswasemployed.ByobtainingthenumericaI resultsforthecasesofvarioussizesofthecon-tainer,andoftheimpactloadingconditions,itwas clearlydemonstratedthatalargetensilestress arisesatasolid-liquidinterface.Itisalsofound that,whenviscoplasticdeformationtakesplace, themaximumvalueofthecausedtensilestressis smallerthanthatwhenonlyanelasticdeformation takesplace.

■ね じり衝 撃 を受 ける弾 性/粘

塑 性 円柱 の動 的 挙

動

海 津 浩 一,谷

村 眞 治,

日本 機 械 学 会 論 文 集,

波 多 野 孝 次,宮

本 正 昭

A57,341-345(1991)

Two-dimensionaltorsionalwavesinanelastic/

viscoplasticcircularcylinderwereanalyzednumer-icallywhentorsionalimpactswereappliedtothe

endfaceofthecircularcylinder.FornumericaI

analysis,thefinitedifferencemethodbasedon

integrationalongthebicharacteristicswasem-ployed.Byobtainingthenumericalresults,itis

demonstratedthat,bythismethod,thepropagation

oftwo-dimensionaltorsionalwaveswithtimein

theelastic/viscoplasticcircularcylindercanbe

shownindetail.Itisalsofoundthatthismethodis

suitableforinvestigatingtheregionofviscoplastic

deformationinthecircularcylinder,

■傾 斜 機 能 材 料 か らな る円 管 の 波 動 伝 解 析

海 津 浩 一,鈴

木 庸 介,谷

村 眞 治

日本 機 械 学 会 論 文 集,A57,615-619(1991)

Two-dimensionalstresswavesinacirculartube

madeoffunctionallygradientmaterialsareana-

1yzednumerically,whenanaxisymmetricimpul-siveloadisapPliedtotheoutersurfaceofthetube.

ForthenumericalanaIys{softhedynamicproblem

ofthecirculartubewithnonhomogeneousmaterial

properties,theextendedfinitedifferencemethod

basedonintegrationalongbicharacteristicsisem-ployed.Byobtainingthenumericalresultsforthe

casesofvariouspatternsofthedistributionsof

materials,itisdemonstratedthattheeffectofthe

distributionofmaterialsonthepropagationof

stresswavesappearsclearly.Bychangingthepat-ternofthedistributionofmaterialssuitably,itis

alsofoundthatthemaximumvalueofthecaused

tensilestressdecreases,sothatthepossibilityofthe

occurrenceofimpactfracturealsodecreases.

■ね じり衝 撃 を 受 ける異 種 材 接 合 円 柱 の 波 動 伝 ぱ

解 析

第1報,弾

性 体 の 場 合

海 津 浩 一,宮

本 正 昭,谷

村 眞 治

日本 機 械 学 会 論 文 集,A57,1129-1134(1991)

Inthispaper,af{nitedifferencemethodbasedon integrationalongbicharacteristicsisextendedfor thenumericalanaIysisofthepropagationoftwo-dimensionaltorsionalwaveinanelasticcircular cyIindercomposedofseveralcylindersbonded completelyateachend.Anumericalexamp正eis workedoutforthecaseinwhichtorsiQnalimpact isappliedtotheendfaceofthecylinder.Byobtain- ingnumericalresultsforvariousmechanicalproP- ertiesofthecylinders,itisshownthatthepropaga-tionofthereflectedandtransmittedwavescanbe irユvestigatedindetai1.

■ね じり衝 撃 を受 け る異 種 材 接 合 円 柱 の 波 動 伝 ぱ

解 析

第2報,弾

性/粘

塑 性 体 の 場 合

海 津 浩 一,宮

本 正 昭,石

川 皓 一,谷

村 眞 治

日本 機 械 学 会 論 文 集,A57,2695-2701(1991)

Inthispaper,afinitedifferencemethodbasedon

integrationalongbicharacteristicsisextendedfor

thenurnericalanalysisofthepropagationofatwo

-dimensionaltorsionalwaveinanelastic/visco

-

plasticcircularcylindercomposedofseveralcylin-dersbondedcompletelyateachend.AnumericaI

exampleisworkedoutforthecaseinwhichtor-sionalimpactisapPliedtotheendfaceofthe

cylinder,Byobtainingnumericalresultsforvarious

mechanicalpropertiesofthecylinders,itisshown

thatthepropagationofthereflectedandtransmit-tedwavescanbeinvestigatedindetailbythis

method,evenwhenviscoplasticdeformationtakes

place.

■リン グ状 負 荷 を受 ける横 等 方 性 弾 性 体 の 自 由 グ

リー ン 関 数

(第t報,変

位 に 関 す るグ リー ン関 数)

石 田 良 平,落

合 芳 博

日 本 機 械 学 会 論 文 集,57巻534号,A編,

95,315-321(1991)

Inthispaper,wedealwithoneofthemethodsto obtainasetofthefree-spaceGreen'sfunction (fundamentalsolution)withrespecttodisplace-mentcomponentsofatransverselyisotropicinfi一

niteelasticmediumwhichissubjectedtoaringlike axisymmetricIoad.Weassumethattheloadis tortionless.Thesolutionsconsistofthedisplace・ mentcomponentsofthenfiniteelasticmedium subjectedtotheloadofradalandaxialdirecttions. Tosolvetheproblem,wentroducetwopotential functionsandapplytheHankelandthecomplex Fouriertransforms. ■ リ ン グ 状 負 荷 を 受 け る 横 等 方 性 弾 性 体 の 自 由 グ リ ー ン 関 数 (第2報,ひ ず み お よ び 応 力 に 関 す る グ リー ン 関 数) 石 田 良 平,落 合 芳 博 日 本 機 械 学 会 論 文 集,57巻534号,A編, 102,322-327(1991) Inthispaper,wedealwithoneofthemethodsto obtainasetofthefree-spaceGreeゴsfunction (fundamentalsolution)withrespecttostranand stresscomponentsofatransverselyisotropcinfi-niteelasticmediumwhichissubjectedtoarmglike axisymmetricIoad.Weassumethattheloadis tortionless。Thesolutionsconsistofthestrainand thestresscomponentsoftheinfiniteelasticmedium subjectedtotheloadofradialandaxialdirections, respectively. 匿 横 等 方 性 軸 対 称 弾 性 体 の 境 界 要 素 法 定 式 化 石 田 良 平,落 合 芳 博 日 本 機 械 学 会 論 文 集,57巻538号,A編, 114,1392-1397(1991) Inthispaper,wedealwiththeformulationofthe axisyrnrnetricboundaryintegralequationforthe transverselyisotropicelasticmedium.Weassume thattheaxisofelasticsymmetryiscoincdentwith theaxisofrotationandthattheelastcbodyis subjectedtoanarbitraryaxisymmetricloading withouttorsion.Thefundamentalsolutionwe adoptisthefreespaceGreen'sfunctionsforthe transversely{sotropicbodysubjectedtoatorsion・ 1essringlikeIoading.TheseGreen'sfunctionswere derivedinourpreviouswork.Thenumericalcalcu- lationsarecarriedout,andtheresultsarecompar-edwiththeresultsbythefinite-elementmethod.

匿MatchedAsymptoticExpansionMethodto

lntegralFormulationsofWingTheories

(翼 理 論 に お け る積 分 方 程 式 の 特 異 摂 動 法)

木 田 輝 彦

数 理 解 析 研 究 所 講 究 録745

流 体 とプ ラ ズ マ の 諸 現 象 の 数 学 解 析,京

都 大

学 数 理 解 析 研 究 所,202-219(1991)

Invariouswingtheories,governingrelationsare

formedasanintegralequation,Theycontainin

generalasmallparametersuchasthicknessor

camberofanaerofoil,inverseofaspectratioof

threedimensionalwing,andjetmomentumcoeffi-

cientofathinjet-flappedaerofoil,whehweconsid-erthemasaperturbationtheory.Thenifwewish

tosolvethem,wehavesomequestionsonthe

perturbationproblem.howdoweknowwhether

thisequationissingularorregular,andhowdowe

obtainanasymptoticsolutionifitissingular,To

answerthesequestions,wetreatafirstkindofthe

linearFredholmintegralequationwhosekernel

containsasmallparameteranddiscussthe

asymptoticbehav{orofitssolutionwithoutknow1-edgeofexphdtrepresentationofthesolution,Asa

consequenceofthisstudy,providedthattheinte-graloperatordoesnothaveanysignificantlocaI

operator,thisproblernbecomesregular.Thenec-essaryconditionthatthisproblemissingularisthat

thetransformedoperatorofthedegeneratiQnofthe

integraloperatortothesignificantlocalregionis

containedinthesignificantlocaloperator.A

methodhowtoQbtainanasymptoticsolutionon

thesingularcaseisproposedanditsrationalityis

provedontheoverlapPedhypothesis.

■ACVの

外 部 流 れ の 離 散 渦 法 に よる数 値 計 算

林

隆 一,木

田輝 彦,安

富 善 三 郎

日本 航 空 宇 宙 学 会 誌,39,258-267(1991)

著 者 ら はACV周

り全体 の外 部 流 れ挙 動 お よび 空力 抵

抗特 性 を定 性 的 に明 らか にす る た め に,離 散 渦 法 に よ

る数 値 シ ミ山 レー シ ョン を試 み て い る。 離 散 渦法 は高

レイ ノル ズ 数 の流 れ を適切 に 表現 で き る とい わ れ,ま

た流 力 特性 も定 量 的 に正確 で あ る か は別 に して傾 向的

に は正 し く表 せ る といわ れ て い る。 噴 流 へ の適 用例 と

して は,Acton,Edwardsら

が静 止 流 体 中 へ の噴 流 に,

清 水 らが壁 へ の衝 突 噴 流 に 用 い,そ の有 効性 を確 か め

て い る。 た だ,こ こで 取 り扱 う様 な対 向 噴 流 へ の適 用

例 は な い様 で あ る。 本 報 で は,筆 者 らの これ まで の研

究 結 果 を中 心 に報 告 す る。

本 報 で は,圧 力 室 へ の 気 流供 給 方 式 と して は,外 部

の気 流 源 か ら供 給 す る外 部供 給 型,機 体 支 持 方式 とし

て は,構 造 の簡 単 な ため に最近 多 く用 い られ るホバ ー

聞隙 で の絞 り効 果 に よ って ク ッシ ョン圧 力 を保 持 す る

圧 力 室 型 のACVを

対 象 とす る。 実 機 で は,機 体 上 面 に

設 け られ た 浮 上用 フ ァン に よっ て外 気 を吸 入 し圧 力 室

へ圧 送 す る内 部供 給 型 で あ るが,噴 流 と外 部 流 れ の相

互 干 渉 の把 握 に目 的 を置 くと,先 ず は外 気 の 吸 い込 み

に よ る影 響 を考慮 しな くて も よい外 部 供 給 型 を想 定 す

る の が妥 当 で あ ろ う(外 部 供 給型 は実 験 室 モ デ ル とし

て よ く用 い られ る)。 また,あ る瞬 間 に機 体 が一 定 速

度 で動 き始 め る と同時 に噴 流 が 流 出 す る急 発進 の 流れ

を考 え,噴 流 が外 部 流 れ と どの様 に相 互 干 渉 して い く

か を調 べ た結 果 を ま とめた もの で あ る。

■ 自 動 車 の 後 部 底 面 付 近 の 流 れ の 解 析

黒 石

智,仲

谷 仁 志

自動 車 技 術 論 文 集,22,94-98(1991)

Aerodynamicsofacarisaffectedbyitsunder-sideflow,Aprimaryobjectofthistestistostudy

theairflowaroundtherearendofthebody.ModeIs

areexperimentedinawindtunnelwithamoving

floorrigandasuctionbox.

Measurementsofaerodynamicforcesandflow

visualizationareperformedwithvar{ousdiffuser

anglesof``hip-up"andgroundclearances.Asa

result,thestrengthofvorticesaffectsaerodynamic

character{stics.

■ 円 筒 内 に 置 か れ た 細 長 物 体 に 働 く非 定 常 力 に つ い て (円 筒 お よ び 物 体 の 変 形 の 影 響) 仲 谷 仁 志,冨 永 浩 之,山 田 哲 也 日 本 機 械 学 会 論 文 集,B57,3815-3820(1991) Theproblemunderconsiderationistheaxisym・ metricunsteadypotentialflowpastaslenderbody ofrevoIutioncapableofarbitraryradialdeforma- tionsinatubewhichalsoperformswavydeforma-tion,wherethemeanradiusofthetubewallisthe sameorderasthatofthebody.Intheanalysis,the Stokesstreamfunctionisintroducedandthe methodofmatchedasymptoticexpansionsisused. Theflowisexaminedfortwodifferenttimeparam-eters.Asaresult,unsteadycontributionstothe flowgeneratedbyadeformableslenderbodyand tubeareobtaineduptothesecond-orderapProxi-mation,andeffectsofvariousparametersonthe axialforcecoefficientsareexaminedintwocases. ■OptimalSizingofaGasTurbineCogenera- tionPlantinConsiderationofItsOpera-tionalStrategy (運 用 方 策 を 考 慮 し た ガ ス タ ー ビ ン ・コ ー ジ ェ ネ レ ー シ ョ ン ・ プ ラ ン トの 最 適 容 量 設 計) R.Yokoyama,K.ItoandY.Matsumoto Proc.of1991ASMECOGEN-TURBOV, Budapest,Hungary,363-370(1991) Anoptimalplanningmethodisproposedforthe fundamentaldesignofcogenerationplants.Equip・ mentcapacitiesandutilitymaximumdemandsare determinedsoastominimizetheannualtotalcost incons{derationoftheplants'annualoperationaI strategiesforthevariationsofbothelectricityand thermalenergydemands.Thesesizingandopera- tionalplanningproblemsareformulatedasanon-1inearprogrammingproblemandamixed-integer linearprogrammingproblem,respect{vely、They aresolvedefficientlyinconsiderationoftheirhier-archicalrelationshipbyapenaltymethod.A numericalexampleaboutagasturbineplantis giventoascertainthevalidityandeffectivenessof theproposedmethod. ■OptimalOperationofaCogenerationPlant inCombinationwithElectricHeatPumps (電 動 ヒ ー トポ ン プ 結 合 型 コ ー ジ ェ ネ レ ー シ ョン ・プ ラ ン トの 最 適 運 用) K.Ito,R.YokoyamaandT,Shiba Proc.of1991ASMECOGEN-TURBOV, Budapest,Hungary,371-378(1991) Anoperationalproblemisdiscussedforagas turbinecogenerationplantincombinationwitha heatpump/thermalstoragesystemthatutilizes time-ofusepricingoftheelectricalutility.An optimalplanningmethodispresentedbywhichthe operationalpolicyofconstituentequipmentis Cleterminedsoastominimizethedailyoperational cost.Analgorithmisproposedtosolvethjsoptim-izationproblemefficientlybycombiningthe dynamicprogrammingmethodwiththemixed-integerprogrammingone.Acasestudyiscarried outtoinvestigatetheeffectofintroducingaheat pumpsystemintoacOgenerationplant. 馴AnEvaluationofGasTurbineCogeneration PlantsforaDistrictEnergySupplyCenter (地 域 エ ネ ル ギ ー 供 給 セ ン タ ー 用 ガ ス タ ー ビ ン ・コ ー ジ ェ ネ レ ー シ ョン ・ プ ラ ン トの 一 評 価) R.YokoyamaandK.Ito Proc.of1991YokohamaInt.GasTurbine Cong.,Yokohama,Japan,121-128(1991) Byadoptinganoptimaloperationalplanning method,economicandenergysavingpropertiesare evaluatedforgasturbinecogenerationplantstobe installedinanenergysupPlycenterfordistrict heatingandcooling.Simplegasturbinecycle,com- binedgasandsteamturbinecycle,andsteaminject-edgasturbinecycleplantsareinvestigatedas alternativestructuresofcogenerat{onunits.Opera- tionalstrategiesofconstituentequipmentaredeter-minedsoastosatisfyenergydemandsandto minimizethehourlyoperationalcost.Annualoper-ationalortotalcostsandannualprimaryenergy consumptionareadoptedasevaluationcriteria. Numericalstudiesshowthattheoptimization methodenablesarationaldeterminationofopera-tionalstrategies,andhowtheoptimaIstrategyis superiortothethermal-orelectric-following strategiesusedconventionally.Italsoturnsout thatbecauseofhighoperationalflexibility,com-binedgasandsteamturbinecycleorstealninjected gasturbinecycleplantsaresuperiortosimplegas turbinecycleplantsineconomicandenergysaving properties.

凹OptimaldesignofaLinkagemechanism

UsedforaForklift

(フ ォー ク リフ ト用 リン ク 機 構 の 最 適 設 計)

K.Ito SystemsandControl,Topicsintheoryand applications,Tokyo,Japan,141-159(1991) Anonlinearoptimizationmethodofminimax typeisproposedtodesignalinkagemechanism usedforaforklift.Consideringthemaximum torqueactingonthedriver'slinkastheobjective functiontobeminimized,thedesignproblemto determinetheoptimalconfigurationoflinkage mechanismisformulatedasanonlinearoptimiza・ tionproblemofminimaxtype.Itisshownthatthe optima正solutioncanbederivedbyadaptingthe generalizedreducedgradientalgorithmtogether withasimulationmodel,andboththevalidityand theeffectivenessoftheproposedalgorithmare ascertainedthroughanumericalstudy.

■MixtureStrengthMeasurementsinthe

CombustionChamberofSlEnginevia

RayleighScattering

(2ndReport,ResultsforLiquidFuellnjec-tion)

(レ イ リー 散 乱 法 に よる 火 花 点 火 機 関 燃 焼 室 内 混

合 気 濃 度 の 測 定

第2報,液

体 燃 料 噴 射

時 の 結 果)

T.Kadota,F.Q,ZhaoandH.Tsuzaki

JSMEInternationalJournal,SeriesII,34,

87-94(1991)

Anexperimentalstudywasmadeofthefunda-mentalaspectofthemixtureformationinthe

combustionchamberofanautomQtivesparkigni-tionenginewithmultipointfuelinfection.The

mixtureformationprocessduringtheintakestroke

ofanenginewassimulatedbytheintermittent

injectionofgasolineorFreon-113intothesteady

flowofdust-freedryairthroughanintakeport.

Thetimehistoriesofthevaporconcentrationat

severalIocationsinthetransparentcornbustion

cylinderweredeterminedwiththeapplicationof

theIaserRayleighscattering.Themeasuredresults

wereexpressedintermsofthepeakvaporconcen-trationatthelocationofinterest,theperiodoftime

betweentheinitiationoftheliquidfuelinjection

andvaporarrival,andthedurationforthevaporto

beobservedoverawiderangeofinjectionpres-

sures,injectiondurations,intakevalvetempera-tures,intakevalveliftsandintakeairflowrates.

mMixtureStrengthMeasurementsinthe

CombustionChamberofSlEnginevia

RayleighScattering(3rdReport,Resultsin

theMotoredEngine)

(レ イ リー 散 乱 法 に よ る火 花 点 火 機 関 燃 焼 室 内 混

合 気 濃 度 の 測 定

第3報,モ

ー タ リン グ 時 の

結 果)

T.Kadota,F.Q.ZhaoandK.Miyoshi JSMEInternationalJournal,SeriesII,34, 95-102(199!) Anexperimentalstudywasconductedtodeter-minethetimehistoryoffuelvaporconcentratlonln thecombustionchamberofanautomotivespark ignitionengine.LaserRayleighscatteringwas apPliedfortheremote,nonintrusive,pointprobing oftheconcentrationoffuelvaporinthecombus。 tionchamber,whichwascausedbythetimedinjec. tionofliquidfuelintoanintakeport・Inorderto maketheopticaldiagnosticsaccessible,theor1gi。 nalenginewasmodifiedtopermitinstallationofan extendedcombustioncylinderwiththreesetsof glasswindowsandanextendedpiston.Theresults showedthatthevaporconcentrationincreasedwith reducedairfuelratio,andwithincreasedengine speedandfuelinjectionpressure.Amaximum occurredasafunctionoffuelinjectiontiming. ■Exciplex-BasedFluorescenceMethodfor RemoteProbingofFuelDropletTempera-ture (エ キ サ イ ブ レ ック ス 蛍 光 法 に よ る 燃 料 液 滴 温 度 の 非 接 触 測 定) T.Kadota,KMiyoshi,Y.Taniguchiand M.Tsue SAEPaper910729,InternationalCongress andExposition,1-8(1991) Exciplex-basedfluorescencewasemployedfor theremote,nonintrusive,instantaneousandpoint measurementsoffueldroplettemperature.A hydrocarbondropletdopedwithnaphthaleneand TMPDwasallowedtoevaporateinaheatedgase-ousmixtureofoxygen,nitrogen,carbondioxide andwater.Thefluorescenceemissionspectrafrom adropletsubjectedtonitrogenlaserexcitation weremeasuredwithanopticalmultichannelanal・ yzer.Photographicobservationshowedthatadro- pletfluorescedwithagreencoloratroomternpera-ture.Asthetemperaturewasraised,fluorescence becarnepurple.Theratiooffluorescenceemission intensitiesattwodifferentwavelengthswasan appropriatecriterionforinsitudeterminationof droplettemperature.Oxygenintheambientgas wasfoundtobeamajorquencherforthefluores-cence.Dropletvelocityrelativetotheambientgas didnothaveanapPreciableinfluenceonthefluo-rescenceemlsslonspectra.

■ExciplexMethodforRemoteProbingof

FuelDropletTemperature

(エ キ サ イブ レ ンク ス 法 に よる燃 料 液 滴 温 度 の 非 接

触 測 定)

T.Kadota,Y.TaniguchiandK.Kadowaki

JSMEInternationalJournalSeriesII,34,

242-247(1991)

Exciplex-basedfluorescencethermometrywas

developedforremoteprobingoffueldroplettem-perature.Theliquidfuelstestedweren-Heptane,n

-Decaneandn-Hexadecanewhichcontained1%

Naphthaleneand2.5%Tetramethyl-p-phenylene

dialnine(TMPD).Alsoexaminedwasunleaded

regulargasolineintowhichnoNaphthaleneQr

TMPDwasdissolved.Thefueldropletsuspended

atthetipofaquartzfiberwasallowedtoevapo-rateinastreamofairorgaseousNitrogen,andits

temperaturewasmonitoredusingafinethermocou-ple.ThedropletwasirradiatedwithaNitrogen

laserandfluorescenceemissionspectraweretaken

bymeansofalightcollectionsystemwhichconsist-

edofaconvexlens,alightstop,adoublemono-chromatorandaphotomultiplier.Theresults

showedthatremoteprobingofthedroplettempera-turecouldbeachievedbymeasuringtheratioof

fluorescenceemissionintensitiesattwodifferent

wavelengths.

■レイリー 散 乱 法 に よる火 花 点 火 機 関 燃 焼 室 内 混

合 気 濃 度 の 測 定

(第4報,機

関 モ ー タ リン グ 時 の 濃 度 変 動)

趙

福 全,角

田 敏 一,武

本

徹

日 本 機 械 学 会 論 文

集,B,57,2839-2844(1991)

Anexperimentalstudywasmadetodetermine thetimehistoriesofvaporconcentrationandits fluctuationinthecombustionchamberofaspark ignitionengine.LaserRayleighscatteringwas appliedforremote,nonintrusive,pointprobingof thevaporconcentrationinthecombustioncham-ber,whichwascausedbythecontinuousinjection ofFreon-12intoanintakeport.ThecQnventional enginewasmodifiedtomaketheopticaldiagnos- ticsaccessible.Theresultsshowedthattheconcen- trationfluctuationconsistedofatemporalconcen-trationfluctuationinaspecificcycleandacyclic variationofthetemporalmeanconcentrationin thisparticularcycle,whichcouldbeseparatedand measuredaccuratelybythepresentexperimentaI apparatus.Itwasalsofoundthattheconcentration fluctuation{ncreasedandreachedapeak,after whichitdecreasedduringintakeandcompression strokes.Theconcentrationfluctuationwas】argely affectedbytheairfuelrat至oandenginespeed.

■EXCIPLEX法

による燃 料 液 滴 温 度 の 非 接 触 測

定

(第2報,雰

囲 気 条 件 の 影 響)

角 田敏 一,三

次 克 也,津

江 光 洋

日 本 機 械 学 会 論 文 集,B,57,3556一

3561(1991)

Anexciplex-basedfluorescencemethodwasem-ployedforremote,nonintrusive,instantaneous

probingoffueldroplettemperature.Thefluores-cenceemissionspectrafromadropletdopedwith

naphthaleneandTMPDweremeasuredwithan

opticalmultichannelanalyzer.Theeffectsofambi-

entgascomposition,suchasoxygen,carbondiox-ideandwatervapor,ambientgasvelocity,and

concentrationsofnaphthaleneandTMPDonfluo-rescenceemissionspectrawerestudied.Theresults

showedthatoxygenintheambientgaswasamajor

quencheroffluorescenceandthatthefluorescence

emissionspectravariedwithconcentrationsof

naphthaleneandTMPD.Itwassuggestedthatthe

temperaturedependencyoftheratiooffluores-cenceintensitiesattwodifferentwavelengthsfora

burningdropletwasthesameasthatforadroplet

evaporatinginanitrogenatmosphere.

■レイリー 散 乱 法 によ る火 花 点 火 機 関 燃 焼 室 内 混

合 気 濃 度 の 測 定

(第5報,定

常 流 試 験 時 の 点 火 プ ラグ な らび に

吸 気 弁 周 辺 部 の 蒸 気 濃 度 分 布)

趙

福 全,角

田 敏 一,野

田 明 裕

日 本 機 械 学 会 論 文

集,B,57,3569-3576(1991)

Extensivemeasurementsweremadeofthefuel vaporconcentrationprofilesnearthesparkplug andintakevalvesofasparkignitionengineduring theintakestrokeviatheapPlicationofIaser Rayleighscattering,whichcangiveanaccurate measurementofthefuelvaporconcentrationwith highlyspatialandtemporalresolutions.Themix-tureformationinthecombustionchamberwas simulatedbythecontinuousinjectionofFreon-12 intothesteadydust-freedryairflowthroughan intakeport.Theexperimentalresultsshowedthat thepresentexperimentalapparatuswaseffective forperformingdetailedmeasurementsofthefuel vaPo「concentrationanditsfluctuationaccurately nearthesparkplugandintakevalves.Itwasalso notedthatthestereoscopicspatialdistributionsQf thernixturestrengthcanbederivedfromtheexper. imentalresults.Theconcentrationprof{lesnearthe sparkplugandintakevalveswerelargelyaffected bytheintakevalveliftanditsconfiguration.

胴TemporalandCyclicFluctuationofFuel

VaporConcentrationinaSparklngnition

Engine

(火 花 点 火 機 関 に お け る燃 料 蒸 気 濃 度 の 時 間 お

よ び サ イ ク ル 変 動)

EQ.Zhao,T.KadotaandT

.Takemoto

SAEPaper912346,InternationalFuels

andLubricantsMeetingandExposition,1-16(1991)

LaserRayleighscatteringwasappliedforthe remote,nonintrusiverneasurementsoffuelvapQr concentrationinthecombustlonchamberofan automotiveSIenginewiththemultipointfuelinjec-tion,ThefuelwassimulatedbyFreon-12,which wasinjectedintermittentlyorcontinuouslyintothe flowofdust-freedryairthroughanintakeport. Themeasurementswerernadeofthetirnehistories ofinstantaneousfuelvaporconcentrationataloca・ tioninthevicinityofasparkpluginthecombus-tionchamberofthenginemotoredat650rpmfor variousairfuelratios,fuelinfectiondurationsand fuelinfectiontimings.Themeasuredresultswere analyzedtoderiveanenselnble-averagedmean concentration,acyclicvariationofthetemporal meanconcentrationandatemporalconcentration fluctuationinaspecificcycle.Thesteadyflowtest rigwasalsoprovidedtoobtainthespatialdistribu-tionofthetemporalmeanconcentrationandthe concentrationfluctuationaroundasparkplugand intakevalvesduringtheintakestroke.

圃NumericalAnalysisofFuelVaporConcen-trationFieldsinaSparkIgnitionEngine

(火 花 点 火 機 関 に お け る燃 料 蒸 気 濃 度 場 の 数 値

解 析)

M.Tsue,Y.Yamashita,H.Yamasakiand

T.Kadota

SAEPaper912347,InternationalFuels

andLubricantsMeetingandExposition,1-9(1991)

Athreedimensionalnumericalanalysisismade Qfin-cylinderprocessinatypicalfourcyclereci-procatingsparkignitionenginewithanoff-center intakevalve.Theconservationequationsofmass, momentumandenergyaresolvedonthebasisof thefinitevolumemethod.Theordinarytwo-equa・ tionmodelisemployedasthethrbulencemode1. Fuelisinjectedintotheintakeport,andfuelvapor, fueldropletsandairflowintothecylinderthrough thevalveclearanceduringtheintakestroke.Asthe inletboundarycondition,theinflowvelocitydistri-bution,massfractionsoffuelvaporan(玉droplets aregivenaroundtheintakevalveperiphery.For simplicity,itisassumedthatfueldropletsmove withthegasandhavetheratesofevaporation whichareestimatedbytheclassicalquasi-steady theoryofasingledroPletevaporation.Calculation ismadefromTDCof{ntakestroketoTDCof compressionstrokeatevery10degreescrank angle.Thetemporalvariationsofvelocityandgas phasefueレairratioprofilesarepredictedduring bothofintakeandcompressionstroke.Theeffects ofenginespeed,fuelinjectiont{mingandduration,

inflowvelocitydistributiononthemixtureforma-tionprocessarediscussed.

墨FuelVaporConcentrationFluctuationMea-surementsClosetotheSparkPlugina

MotoredSparklgnitionEngineviaLaser

RayleighScattering

(レ ー ザ レ イ リー 散 乱 に よ る 火 花 点 火 機 関 モ ー タ リ

ン グ 時 点 火 プ ラ グ 近 傍 の 燃 料 蒸 気 濃 度 変 動 測

定)

F.Q.Zhao,T.KadotaandT,Takemoto

Proc.oftheSmallEngineTechnology

Conference109-118(1991)

Themeasurementsofthetemporalandcyclic

fluctuationofthefuelvaporconcentratlonwere

madeclosetothesparkpluginthecombustion

chamberofamotoredSIenginevialaserRayleigh

scattering.Theeffectsofseveralengineoperating

parametersontheconcentrationfluctuationwere

alsoexamined.Theexperimentalresultsshowed

thattheconcentrationfluctuationwascomposedof

thetemporalconcentrationfluctuationinaspecific

cycleandthecyclicvariationoftheternporalmean

concentrationovermanycycles,whichcouldbe

separatedandmeasuredaccuratelyw{ththepres-entdevelopedtechnique.Itwasnotedthatthe

concentrationfluctuationincreasedduringthe

intakestrokeandreachedapeakafterwhichit

decreasedsimplyduringtheintakeandcompres-sionstrokes.Itwasalsofoundthattherewasa

strongcorrelationbetweenthepeakvaporconcen-trationduringtheintakestrokeandthevapor

concentrationattheendofthecompressionstroke

inthecombustionchamberofSIengine.

■StudyonPerformancelmprovementofDl

DieselEnginewithPilotlnjectionMethod

(パ イ ロッ ト噴 射 に よ る直 噴 式 デ ィー ゼ ル 機 関 の 性

能 改 善 に 関 す る研 究)

H.Hattori,M.Ohta,T.Kadotaand

S.Nishida

Proc.ofthe6thInternationalPacificCon-

ferenceonAutomotiveEngineering,81-89(1991)

Onemethodisthepilotinjectioninordertoclear uptheurgentsubjectsimposedonaDIdieselengine fortheexhaustemissionswithoutfallingitshigh thermalefficiency.Thepilotinjectionmethodcan beexpectedtobringforthashorterignitiondelay, alowpeakpressureandaIowpressurerise,thatis, aslowheatrelease.ThepossibilitytQapplythe pilotinjectiontoaDIdieselenginelsdiscussedin thispaper.Theeffectivenessofthepilotinjectionis estimatedbythetemperatureandtheheatrelease ratecalcuiatedfromthepressureh至storiesincylin一

der.

Thefollowingsareobtained;

(1)Thesuitabletirningofthepilotinjectioncan

shortentheignitiondelayofthemainfuel,and

reducethemaximumpressureandthehigherheat

releaseatearliercombustionstage.

(2)Theminimumquantityofpilotinjectionis8-10

0ftheexcessairratioorO.7-1.0%oftheweight

ratiooftheairincylinder.

(3)ThesuppressionofNOxemissionscanbe

expectedwithouttheworseningofthesmokeand

HCemission,

鷹レイリー 散 乱 法 に よる火 花 点 火 機 関 燃 焼 室 内 混

合 気 濃 度 の 測 定

(第6報,点

火 プ ラ グ近 傍 に お け る時 間 平 均 濃

度 の ア ンサ ン ブ ル 平 均 値 とサ イクル 変 動 値)

趙

福 全,角

田 敏 一,武

本

徹

日 本 機 械 学 会 論 文

集,B,57,4278-4285(1991)

LaserRayleighscatteringwasappliedforthe rernote,nonintrusivepointprobingofthefuel vaporconcentrationanditsfluctuationnearthe sparkplugofamotoredsparkignitionengine, whichwascausedbytheintermittentinjectionof Freon-12vaporintoanintakeport.Thetheoreti-calanalysisshowedthattheinstantaneousfuel vaporconcentrationcanbesplitintothreecompo-nentswhichweretheensemble-averagedmean concentration,thecyclicvariationoftemporal meanconcentrationandthetemporalconcentra・ tionfluctuationinaspecificcycle.Thispaper concentratesonthemeasurementsoftheensemble -averagedmeanconcentrationandthecyclicvaria -tionoftemporalmeanconcentration.Theresults showthatboththeensemble-averagedmeancon-centrationandthecyclicvariationoftemporal meanconcentrationincreasedandreachedapeak, afterwhichtheydecreasedduringtheintakeand compressionstrokes.Moreover,theywerestrongly affectedbytheairfuelratio,enginespeed,injection durationandinjectiontiming,

■ レ イ リー 散 乱 法 に よ る 火 花 点 火 機 関 燃 焼 室 内 混

合 気 濃 度 の 測 定

(第7報,点

火 プ ラ グ 近 傍 に お け る時 間 的 変 動

濃 度 の ア ン サ ン ブ ル 平 均 値 と サ イ ク ル 変 動 値)

趙

福 全,角

田 敏 一,武

本

徹

日 本 機 械 学

会 論 文

集,B,57,4286-4293(1991)

LaserRayleighscatteringwasappliedfor

remote,nonintrusivepointprob{ngofthefuel

vaporconcentrationanditsfluctuationnearthe

sparkplugofamotoredsparkignitionengine,

whichwascausedbytheintermittentinjectionof

Freon-12vaporintoanintakeport.Thetheoreti-calanalysisshowedthattheinstantaneousfuel

vaporconcentrationcouldbesplitintothreecom-

ponents;theensemble-averagedmeanconcentra-

tion,thecyclicvariationoftelnporalmeanconcen-trationandthetemporaIconcentrationfluctuation

inaspecificcycle.Thispaperconcentratesonthe

measurementsoftheensemble-averagedconcentra-

tiQnfluctuationandthecyclicvariationoftempo-ralconcentrationfluctuation.Theresultsshowthat

thecyclicvariationoftemporalconcentratiorlfluc-tuationwastoolargetobeneglected,andboththe

ensemble-averagedconcentrationfluctuationand

thecyclicvariationoftemporalconcentrationfluc-tuationincreasedandreachedapeakafterwhich

theydecreasedduringtheintakeandcompression

strokes.Theywerestronglyaffectedbytheairfuel

ratio,enginespeed,injectiondurationandinjection

tlmlng.

■ ソ ー ダ 石 灰 ガ ラ ス の 疲 労 特 性 に 及 ほ す 多 軸 応 力 の 影 響 池 田 清 彦,民 秋 実,谷 川 義 信,井 垣 久 日 本 機 械 学 会 論 文 集,A57,708-713(1991) Soda-1imeglassspecimenswithanindentedin-ducedflawatthecenterwerefracturedundera constantloadandacyclicloadapPliedbythefour -pointbendingofplates ,concentric-ringIoadingof Platesanddiametralcornpressionofdisks, respectively.Allglassspecimensshowedasuscepti-bilitytostaticandcyclicfatiguefailure,andtheir lifetimesincreasedwithdecreasingmaximum appliedstress.Equivalenttime-to-failureobtained fromthecyclicdata,usingtheassumptionthat thereisnoenhancedeffectofcyclingontherateof subcriticalcrackgrowth,werecomparedwiththe statictime-to-failuredatameasuredunderpolyax-ialstressstates.Theinfluenceofcyclicloadingon fatiguelifewasnotsignificantincaseswithuniax- ialtension,butthecyclicloadingeffectwasobvi-ouslyseeninbothcasesoftension-compressionand equibiaxialtension.

顧加 熱 端 面 の 移 動 を伴 う半 無 限 中 実 円柱 の 非 定

常 熱応 力 と熱 変 形

(端 面 の 熱 伝 達 率 による影 響)

谷川 義信,大 多尾 義弘,高 田伸 也

日本 機械 学会論 文 集,A57,852-857(1991)

Thispaperisconcernedwithatransientthermal stressesandthermaldeformationsoftheaxisym-metricproblemofasemi-infinitesolidcylinderon considerationofamovingboundary.Assumingthat anendsurfaceofthecylinderisheatedwitharbi- traryrelativeheattransferandmoveswithacon-stantvelocity,thetemperaturedistributionofthe cylinderisanalyzedusingwithamovingcoordi一