透明タペストリー

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ビスケットはどのように割れるのか

2022-02-11 | A あれこれ

 円形のせんべいを4点で支持して中心に集中荷重をかけたらどのように割れるのか。硬いせんべいは予想1、やわらかいせんべいは予想2のように割れるだろう。しばらく前に試した。その時の供試体のせんべいは硬いから予想1。結果は下の写真⓪-2の通り(過去ログ)。

  
予想1 供試体が硬い場合          予想2 供試体がそれ程硬くない場合

⓪-2

右上のピースの割れた位置が予想1と少しずれている。せんべいは厚さが一定ではないし、材質も不均一ということが理由だと思われる(過去ログ)。

ビスケットはせんべいとは異なり厚さが一定で材質も均一だから理論的に想定される割れ方をするだろうと予想し、試してみた。硬いビスケットだから予想1。硬いとか硬くないとか定性的な表現だが仕方ない。


せんべいなどの供試体を支持する箸

①-1

供試体①と②を①-1のように4点支持し、中心部に箸の元(先の反対側)で集中荷重を加えた。次のような結果となった。

 
①-2                   ②-2 

供試体の①と②で割れ方が違う。①-2の割れ方は予想1とピッタリ一致している。②-2は支点間の真ん中を結ぶ線上で割れている。

①と②の割れ方の違いは何に因るのだろう・・・。ビスケットの強度(曲げ強度?)にばらつきがあって、①より②の方が弱かったから? 個々のビスケットの強度の微妙な差が割れ方の違いとなって現れるのかもしれない。


次に別の供試体③、④で①と②の場合と同様の試験をした。

 ③-1
試験体は折版状になっている。

 
③-2                   ④-2

断面形状から縦方向と横方向とでは強度的に差があるから、③-2のような割れ方を予想していた。だから④-2のように割れた結果に驚いた。

供試体③と④の割れ方の違い、この違いにはどのような理由が考えられるだろう・・・。これも強度の個体差によるのだろうか。

④-2(破断面の様子)

断面的に一番薄いところで割れている。これは当然と言えば当然だけれど。


結果を踏まえ、なぜ円形の供試体がこのような割れ方をしたのか考察したい。


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