多軸および変動クリープ構成式へのθプロジェクション法の拡張

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04650061
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 小林 謙一 千葉大学, 工学部, 助手 (50114278)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 朝田 泰英 東京大学, 工学部, 教授 (20011091)
• Keywords: クリープ / 構成式 / θプロジェクション法 / ステンレス鋼 / 変動応力 / 多軸応力

Research Abstract

まず単軸クリープ曲線へのθプロジェクション法(以下、θ法と略)を適用し、その有用性、信頼性を検証した。試験材料にはオーステイト系ステンレス鋼SUS304鋼を用い、試験温度600℃、700℃、800℃で、破断まで(最長約1200時間)多数実施した。これに対し、非線形最小二乗法を基礎にした解析プログラムをパーソナル・コンピュータ上で開発した。これを上記実験データに適用した結果、破断直前を除いた第3次クリープ領域終盤まで、十分簡単な構成式で表現しうることを確認した。従来のθ法では定応力クリープ試験データに適用すべきものと規定されているが、今回使用したデータはすべて通常行われている定荷重クリープ試験結果によるものであった。このためθ法が主張するもう一つの特徴である長時間側の未実験破断寿命やクリープ変形特性を必ずしも十分な精度で求めることはできなかった。このほか試験温度を一定としたまま、負荷応力を試験途中で増減させる変動応力クリープ試験を実施し、そのクリープ曲線を求めた。前述したθ法の4つのパラメータから応力変動後のパラメータを算出し、変動クリープ曲線の推定精度を検討した。
また一般的な高温機械構造物は変動応力下で運転されることから、θ法の多軸応力場への拡張を検証するため、新たに引張りーねじりの二軸負荷組合せクリープ試験機を設計、試作した。試験片形状はピン負荷式の薄肉円筒試験片である。引張り・ねじり負荷時の摩擦力を軽減するため、回転円盤とベアリング数は最小限にして試験機を構成した。この試験機の設計、試作は独自に行ったため思いのほか時間を費した。今後、この試験機の本格的稼動により得られる多軸クリープ曲線へのθ法適用のため、解析プログラムの改良・変更を実施した。