目次
2008年度創造実習の作業用ページ
レポートの書き方
- 自分たちの担当について、このページ上に実験レポートをまとめる。
- 学内公開の際は、学籍番号と氏名を入れるが、このページ上では、H/E/S/Yでよい。
- グラフは、ここに貼り付けてあるものを利用していいが、
- 縦軸と横軸が何で単位が何であるかを文章中で補足すること。
- 実験の写真
から写真をここに張り付けたいときは、写真の画像ファイルのアドレス(URL)をここに
張り付ければよい。
- Firefoxとかのブラウザーでは、画像の上で右クリックして「画像のURLをコピー」みたいにしてアドレスをコピーして貼り付ければよい。
- 自分たちの担当でない班の実験結果などについても比較のために参照・言及してよい。
- 刈屋の卒業日誌や稲荷の卒論日誌の内容も参考にしてよいし、必要であれば、
図などを引用しても構わない(貼り付け方は写真と同じ)。
- (本当の)〆切は不明だが、ここの〆切は一応、2/4(水)まで。
お知らせ
2008年の授業は12/17が最後。
2009年は1/14から。折り畳み円筒の引っ張り試験。
出席状況
| 日付 | 出席者(場所) | 作業内容 |
| 10/01 | H/E/S/Y(218) | 打ち合わせ |
| 10/15 | H/E/S/Y(218) | 打ち合わせ |
| 10/22 | H/E/S/Y(218) | 打ち合わせ |
| 10/29 | H/E/S/Y(218) | 打ち合わせ |
| 11/5 | H/E/S(218) | 打ち合わせ |
| 11/12 | E/Y(218) | 打ち合わせ |
| 11/19 | H/E/S/Y(218) | 実験 |
| 11/26 | H/E/S/Y(218) | 実験 |
| 12/3 | H/E/Y(218) | 実験 |
| 12/10 | H/E/S/Y(218) | 実験 |
| 12/17 | E/S/Y(218) | 装置製作 |
| 1/14 | H/E/S/Y(218) | 実験 |
実験予定
ケント紙を用いたダイヤカット円筒の圧縮試験
ダイヤカット(吉村パターン)
試作品
実験結果
円管(11/19)
- 横軸mm, 縦軸kgf
ダイヤカット(4×8)(11/19)
- 横軸mm, 縦軸gf
ダイヤカット(5×8, 12/3, 1回目)
| 重り(gf) | ダイヤルゲージ(mm) |
| 0 | 10.02 |
| 500 | 9.75 |
| 500 | 9.37 |
| 500 | 8.86 |
| 500 | 飛び移り |
ダイヤカット(4×9)(12/3,2回目)
- 横軸mm, 縦軸gf
5kgfで飛び移り座屈
ダイヤカット(4×9斜め貼り, 12/10, 1回目)
| 重り(gf) | ダイヤルゲージ(mm) |
| 0 | 5.31 |
| 500 | 5.05 |
| 500 | 4.79 |
| 500 | 4.51 |
1.5kgfで飛び移り
ダイヤカット(4×7)(12/3,3回目)
- 横軸mm, 縦軸gf
4kgfで飛び移り座屈
考察
円管について
ダイヤカット
- ダイヤの数が多くなると強度が上がった。
→力が分散されるので強度が上がったと思われる。
- ５×８は接着があまくあまりいいデータが採れずに破壊してしまった。
座屈について
まとめ
今回の圧縮試験からダイヤカットよりも円管の方が縦軸方向の圧縮強度が
強くなることがわかった。ならなぜダイヤカットを利用するのか自分たち
なりに考えてみたところ、横軸方向の強度が強まるので縦軸とのバランス
がとれるようになるのではないかと考えた。
ケント紙を用いた折り畳み円筒の圧縮・引張試験
折り畳み
実験方法
- 共試体をつくり、実験装置をもちいて、圧縮試験および引張試験を行う。
- グラフの傾きからヤング率を求め考察する。
圧縮試験
- 共試体に円形に切り抜いたアクリル板をのせ、中心にオモリを載せダイヤルゲージで変化量を調べる。
引張試験
- 共試体の上下をアクリル板でくっつけて、伸びる方向に対して載荷する。
ダイヤルゲージを用いてしらべる。
初期高さのあるモデル
- 紙のサイズ:16cm*48cm
四角形
| A | B | D |
| 1/4 | 1.55 | 10.45 | 2.23 |
| 2/4 | 1.39 | 10.61 | 2.12 |
| 3/4 | 1.06 | 10.94 | 1.92 |
六角形
| A | B | D |
| 1/4 | 2.68 | 5.32 | 3.12 |
| 2/4 | 2.40 | 5.60 | 2.88 |
| 3/4 | 1.83 | 6.17 | 2.43 |
八角形
| A | B | D |
| 1/4 | 3.74 | 2.26 | 4.07 |
| 2/4 | 3.35 | 2.65 | 3.71 |
| 3/4 | 2.55 | 3.45 | 3.01 |
試作品
- 周:高さを4:1ぐらい(なるべく大きく)
周:4,6,8角形
高さ:4-8段
- のりしろ:2mm程度、速乾木工用ボンド
- 折れ各をθ/2からずらした折り方をコピー用紙で試す
- 高さがある折り方だと、堅くなり押し畳みにくくなる。
←試作品
折り畳み円筒
折り畳み4角柱高さ1/4(11/26,1回目)
- 横軸mm, 縦軸gf
折り畳み4角柱高さ2/4(11/26,2回目)
- 横軸mm, 縦軸gf
折り畳み6角柱高さ1/4(12/3,4回目)
- 横軸mm, 縦軸gf
折り畳み6角柱高さ2/4(12/10,4回目)
- 横軸mm, 縦軸gf
割りと初期から局部座屈。上端?の二箇所ぐらい?
折り畳み6角柱高さ3/4(12/10,2回目)
| 重り(gf) | ダイヤルゲージ(mm) |
| 0 | 9.05 |
| 96 | 7.90 |
| 95 | 6.40 |
| 96 | 4.40 |
| 99 | 2.33 |
| 95 | 局部座屈 |
折り畳み8角柱高さ2/4(12/10,5回目)
- 横軸mm, 縦軸gf
初期から一ヶ所(上端)で局部座屈。後に下端や上端に数ヶ所、局部座屈。
折り畳み8角柱高さ3/4(12/10,3回目)
| 0 | 0.90 |
| 39 | 0.69 |
| 40 | 0.45 |
| 40 | 0.12 |
| 39 | 局部座屈 |
折り畳み6角柱高さ0引張(1/14,1回目)
- 横軸mm, 縦軸gf
引張側1辺に局部座屈。終局状態は6角柱。
折り畳み8角柱高さ0引張(1/14,2回目)
- 横軸mm, 縦軸gf
引張側1辺に局部座屈っぽい? 終局状態は8角柱(たぶん)?
考察
座屈について
引張試験では下の写真のように伸縮部（台形の三角の所）が伸びて平になってくる。
やかて角柱になるようだ。
圧縮試験については下の写真のようにオモリを載荷していくごとに
上端と角の辺のところに局部座屈がみられた。
座屈は端の方から始まって行くようだ。
圧縮試験について
- 荷重変位曲線は4，6，8角形すべてほぼ直線とみなせるだろう。
- 局部座屈は先の寸法で理論的な縮む限界を求めていたが、荷重がかかり縮む限界を超えると、不規則に折れ曲がり発生すると考えた。
荷重変位曲線の傾きはほとんど同じと見なせるが・・・
- 折りたたみ高さ1/4 2/4のグラフを比較してみたところ、局部座屈を除き考えると2/4の方が荷重をかけた時の変位が大きい。実験では高さがあるほどバネとして機能する(やわらかいバネ）。
- 6角形の1/4 2/4のグラフを比較したところ、2/4の方が荷重をかけた時のほうの変位が多きい。実験では高さがあるほどバネとして機能するやわらかいバネ）。
- 8角形ではグラフで比較することができなかった。
以上の点をまとめると高さがある方がバネとして機能する（やわらかいバネ）ということだが、果たして妥当であるのだろうか？
私たちは予想として高さが小さいバネのほうがやわらかいバネであると予想していた。
しかし、逆であった。
ここで先輩の実験のデータを参照にしてみると、
- 縦軸がばね定数(MN/m)、横軸が初期高さ。
初期高さが高い方がバネ定数が大きい。バネ定数の大きいことは硬いバネだということだ。
つまり先輩と我々の実験データは逆になってしまった。
なぜ逆になったのか考えてみた。
- 供試体が精密でなかったことが考えられる。（ボンドのつなぎ目、歪み、折り目など…）
- 荷重をかけると縮むがその際に荷重をかける位置が図心からずれる。それによって均等に荷重をかけられず局部座屈したと考えられる。
- ダイヤルゲージが止まっていなかったのに測定したかも…。
おもりの載せ方。
- 作ってから何度も伸び縮みさせたりしたのでケント紙が弱くなりバネ定数の低下につながったと考えられる。
- ダイヤルゲージをしっかり鉛直に設置できていなかった。
- 形での比較
- 4，6，8角形でほとんど同じ傾きである。
- 先輩のデータを見てみると初期高さ0,8のところまで、ばね定数はほとんど同じである。そのことからも妥当な結果。
引張試験において
- 荷重変位曲線は6，8角形どちらもほぼ直線とみなせるだろう。
今後の発展
- 供試体の精度をあげる。
- 数を増やして試験データに信頼性をもたせる。
- 実験装置の改良
検討事項
- 折り方を丁寧に(工藤さんの品質)
- のりしろの貼り付けは工藤さんを手本に。
買い物リスト
- ケント紙(生協のなるべく大きいもの)
- ノミ数種(刃先をヤスリで殺す)
生協のケント紙
| B3 | B2008 | KN-528 |
| A3 | A1504 | KN-514 |
| A4 | A1508 | KN-518 |
文献
参考資料
過去の創造工房実習
後藤担当ぶん(2007)
学科内公開ページ
後藤担当ぶん(2005)
薄木先生担当ぶん(2005)
薄木先生担当ぶん(2006)
