昆明理工大学の張克教授チーム：破砕岩の3Dプリントと非接触破砕識別における重要な研究の進歩

出典：昆明理工大学

昆明理工大学電気工学部の張柯教授のチームは、破砕岩の3Dプリントと非接触破砕識別の研究で一連の重要な進歩を遂げました。最近、関連する研究成果がMaterials & Design、Journal of Materials Research and Technology、Theoretical and Applied Fracture Mechanicsに掲載されました。

合計2本の論文がMaterials & Designに掲載されました。そのうち、「節理のある岩盤内の亀裂識別のための新しいDICベースの方法論」の第一著者は張柯教授で、土木工学学院の博士課程学生である張凱が責任著者です。

張科教授は、「褶曲欠陥を含む3D砂プリント岩石の亀裂メカニズムの定量的調査」という論文の責任著者です。

「高強度かつ高脆性の岩石の機械的特性をより良く再現するための改良された砂の3Dプリント法を提案」と題する論文がJournal of Materials Research and Technologyに掲載されました。張克教授が責任著者であり、土木工学部の博士課程学生である張凱が第一著者です。

2本の論文が『Theoretical and Applied Fracture Mechanics』に掲載されました。1本は「破砕岩盤の破砕挙動と機械的異方性の定量的記述：砂の3DプリントとDIC探査」、もう1本は「3Dプリントに基づく破砕岩盤の機械的特性におけるサイズ効果と異方性に関する実験的研究」と題されています。張科教授が両論文の責任著者であり、電気工学部の博士課程学生である李娜が第一著者です。

地球の岩石は数十億年にわたる地質学的進化を経ており、必然的に岩石内部に多数の地質構造面が形成されています。これは岩石の機械的挙動特性に直接影響を及ぼし、エネルギー、水力発電、資源、交通、都市工学、海洋など多くの分野における主要な岩石プロジェクトの安定性に関係しています。岩石の内部構造面の分布は複雑であるため、屋内試験を行う際には、差異が小さく構造が複雑な供試体を作製することが難しく、試験結果を正確に反映して工学的実践に適用することが困難です。

複雑な構造モデルを正確に複製できる 3D プリント技術の優れた利点は、上記の問題を解決するための実現可能なアイデアと方法を提供します。張科教授の研究チームは、3D砂印刷技術に基づく破砕岩の製造方法と、強化と脆化の新しい方法を提案し、初めて物理実験の観点から破砕岩の機械的性質のサイズ効果と異方性を探究しました。さらに研究チームは、モニタリングによって得られた全視野変形データをデジタル画像相関技術でさらに解釈し、変位ベクトルと変形場の有効分散差別化率に基づく非接触の亀裂種類識別法を提案した。チームの研究結果は、主要な岩石工学プロジェクトの3次元モデルのテストと監視および早期警告に新たな視点を提供します。

昆明理工大学は、上記成果の最初の完成者または第一責任著者であり、関連研究は、中国国家自然科学基金、雲南省応用基礎研究計画優秀青年プロジェクトなどのプロジェクトから資金提供を受けた。

論文リンクアドレス:

素材とデザイン：

https://doi.org/10.1016/j.matdes.2023.111944

https://doi.org/10.1016/j.matdes.2023.112523

材料研究技術ジャーナル：

https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.08.204

理論および応用破壊力学:

https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2023.104065

https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2023.104224

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