安全基準の評価について

質問

何パターンか亀裂を入れた単純な直方体の構造物に水平方向に振動を与え、その物体の安全水準（破壊の限界）を評価しようと考えています。(振動の加速度を強くしたり、亀裂を深くする等。)
その評価にはどのような方法を取るのがよろしいのでしょうか。破壊靱性から考えるのか、または国が定めている安全基準などがあるのでしょうか。よろしくお願いいします。ちなみに実験材料はウレタンゴムとアクリル樹脂です。

回答No.2

noname#230359

＃１さんと重複する内容かとは思いますが，
ご質問の評価実験は，何かをモデル化した実験のように思えます。
何をモデル化したいのでしょうか？
鉄筋コンクリートの建築物でしょうか？機械部品でしょうか？

対象物を明確にした上で，対象物と実験用モデルのスケール関係を理論的
あるいは実験的に定める必要があります。
物性やスケール（縮尺）が異なるモデルでは，時間軸も変更しないと対応関係
がとれないことが一般的と思います。

もう少し具体的に対象をお示し頂かないと，国が定めている安全基準などは
回答されないように思います。

◆建築物（工作物）の柱を対象にしているなら，国が定めている安全基準なる
ものは，建築基準法による耐震基準でしょう。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%80%90%E9%9C%87%E5%9F%BA%E6%BA%96
http://homepage2.nifty.com/kekkanzenkokunet/2-6-07-02-3=kenchikukijunhonotantaikiteinoyurai&kaisetsu(fukumoto).htm

◆一般に，柱には軸力，剪断力，曲げモーメントが作用しますが，実験では
このような負荷をどうやってかけているのでしょうか？柱自身のの質量と
振動の加速度によって発生する力はたいして大きくないと思います。少なく
とも柱頭に錘を載せるなりの負荷を与えることが必要でしょう。

◆弾性限度内で応力の分布などを調べるのであれば，アクリル材でも問題
無いのでしょうが，破壊まで実験したいのであれば塑性変形から破壊に至
る挙動が実際の材料に近いモデル材料を選ぶ必要はありませんか？
ご指導頂いている方があればその方とよく相談すること，またモデリング
に関して文献調査なさることが必要と思えます。

補足

申し訳ありません。耐震実験を目的としています。50×50×360mmのアクリルを適当な柱に見立てていまして任意の位置に亀裂を入れることで
（1）一定の加速度の元,亀裂を徐々に深くすることでの構造物の安全の限界値
（2）一定の亀裂深さの元で震動の加速度(速度)を徐々に上げることでの構造物の安全の限界値を探ってます。

　　　　　正面図
　 　　 ＿＿＿＿＿
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　　　 | |
| ＜　←亀裂
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← |__________| →　震動

振動の加速度や自重では発生する力は小さいのですが構造物に亀裂を深く入れた場合ですと小さな力でさえ危険値に達すると思うのですがそれでも難しいのでしょうか。何度もすみません。

回答No.1

noname#230359

構造物がどんなものか？建築部材なのか、電器部品なのか、大きさは
どの程度のものなのか、目的は何なのかなど、もう少し情報が無いと
答えようが無いのではありませんか？