Development of variability prediction method for initial imperfections of corrosion-damaged steel bridge members
Project/Area Number |
21K04243
|
Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 22020:Structure engineering and earthquake engineering-related
|
Research Institution | Nagaoka National College of Technology |
Principal Investigator |
宮嵜 靖大 長岡工業高等専門学校, 環境都市工学科, 准教授 (50583051)
|
Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
Budget Amount *help |
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2023: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
|
Keywords | 初期たわみ / 残留応力 / 腐食 / 溶接組立 / 鋼部材 / 複合サイクル試験 / 溶接組立て部材 |
Outline of Research at the Start |
本研究は,鋼橋を構成する鋼部材が腐食損傷した際の溶接残留応力および初期たわみの変動性状を,実験および数値計算により明らかにする.まず,実験では,板厚12mmのSM490Y材を中空正方形およびI形断面柱に溶接組立てした供試体を製作し,健全状態および腐食損傷状態の残留応力および初期たわみを測定する.その後,数値計算を用いて,腐食損傷が残留応力および初期たわみに及ぼす影響を明らかにするとともに,これらを定量的に予測する手法を提案する.
|
Outline of Annual Research Achievements |
本研究は,鋼橋を構成する鋼部材が腐食損傷した際の溶接残留応力および初期たわみの変動性状を,実験および数値計算により明らかにすることを目的とする. 2022年度の研究では,2021年度に実施した板厚12mmのSM490Y材を中空正方形およびI形の断面形状に溶接組立した柱部材の促進腐食試験後の供試体を用いて,その残留応力および初期たわみを測定し,それらを明らかにした.残留応力は,ゲージ長100mmのコンタクトストレインゲージを用いて,供試体断面を短冊状に機械的切断する方法により計測した.また,初期たわみは,供試体断面を構成するそれぞれの板を9×9のマス目上に区切り,その格子点上を変位計による面外たわみによる計測を実施した.対象とした中空正方形およびI形断面供試体の腐食前後の残留応力は,断面を構成する各板の残留応力分布の傾向が大きく変化しないものの,その大きさについては,腐食前後で変化することを確認した. 2022年度は,2021年度と2022年度に実施した供試体を解析モデルに置換した非線形有限要素解析を行い,腐食前後の供試体の残留応力および初期たわみの再現を確認する計画であった.しかしながら,残留応力測定作業が当初の計画よりも大幅に時間を要したことに加えて,使用予定としていた解析ソフトウェアMARCによる熱応力解析モデルの作成と解析実行に苦慮しているため,研究進捗が当初の計画に比べて遅れている状況である.この解析ソフトウェアの問題については,熱応力解析を実施するための煩雑な入力作業が必要となる問題点を明らかにしている.この問題に対して,熱応力解析モデル作成用のプリプロセッサの利用が良策であると判断したものの,研究費用や残りの研究期間の関係から,対応が困難である.しかし,対象としたモデル化の作成およびパラメトリック解析は問題なく実施できるため,これらの内容を優先的に行う計画である.
|
Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2年目の研究計画は,以下の通りであった. ・促進腐食試験後の供試体を用いて,その残留応力および初期たわみを測定し,それらを明らかにする. ・対象供試体を解析モデルに置換した非線形有限要素解析を実施し,腐食前後の供試体の残留応力および初期たわみを再現する. 上記の1点目は予定通り実施したものの,2点目については解析ソフトウェアの熱応力解析の扱い方について問題が発生しており,予定していた解析が行えていない状況にある.このため,当初の計画より遅れていると判断する.
|
Strategy for Future Research Activity |
3年目となる2023年度の当初の計画は,腐食損傷したSM490Y製部材のパラメトリック解析を用いた非線形有限要素解析により,腐食損傷が残留応力および初期たわみ及ぼす影響を定量的に予測する手法を提案することである.まず,今年度は,2年目に予定していた対象供試体の非線形有限要素解析による残留応力および初期たわみの再現性が実施していないため,これらを明らかにすることを目標にして実施する.これらの実施に当たっては,使用する解析ソフトウェアMARCのプリプロセッサの扱いを詳細に調べ,実験を再現できる解析モデルの作成および解析の実行を行う.これらが解決され次第,残りの期間で,当初の研究計画であるパラメトリック解析およびそれらの熱応力解析を実施する.そして,これらの結果の評価検証を行うことを目標に研究を進める.
|
Report
(2 results)
Research Products
(1 results)