1996 Fiscal Year Annual Research Report

転位動力学に基づく繰返し変形構成式の導出とその多軸応力下の疲労問題への展開

Research Project

Project/Area Number	07455055
Research Institution	YAMAGUCHI UNIVERSITY
Principal Investigator	幡中憲治山口大学, 工学部, 教授 (60026193)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小川壽宇部工業高等専門学校, 助教授 (10043887) 大木順司山口大学, 工学部, 助手 (80223965)
Keywords	繰返し変形構成式 / 転位動力学 / 疲労き裂 / き裂先端近傍の局部変形 / き裂開閉口 / 弾塑性有限要素法 / 多軸応力
Research Abstract	完全焼鈍された銅中央貫通き裂試験片を用い、荷重制御下においてき裂先端近傍の繰返し変形およびき裂開閉口挙動に関する弾塑性有限要素法解析を実施した。このとき著者らが先に転位動力学の概念に基づいて導出した繰返し変形構成式を用いた。得られた主な結果は次のようにとりまとめられる。 (1) 提案した繰返し変形構成式を用いて算出した中央貫通き裂試験片の繰返し公称応力-変位応答および繰返し数の増加に伴う変位幅の減少は実験より得られるそれを定量的に良く表現した。 (2) 解析結果によると、荷重波形における最初の1/4サイクル時の引張側頂点でき裂先端前方θ±60°の方向に強い荷重軸方向の垂直ひずみε_yの集中域が発達し、き裂先端は大きく開口する。続く圧縮側頂点でε_yの集中とき裂開口量は減少するが、この時点でこれらはなお残留する。繰返し数の増加に伴い、引張側頂点間のこれらの変動幅は減少する。これらはき裂先端部の局部的繰返し変形挙動に関する実験結果と定量的にほぼ一致した。 (3) き裂先端前方、き裂面上の軸方向ひずみε_yおよび軸方向応力σ_yの分布を算出した。その結果によると、繰返し数の増加につれてき裂先端部で生じるε_yの最大値および1/4サイクル毎の変動幅は減少し、そのひずみ勾配は増大する。一方、σ_yの分布は繰返し変形過程中ほとんど変化しない。 (4) き裂先端前方、き裂面上における繰返し応力-ひずみ応答を算出した。これより、繰返し変形初期過程においてき裂先端に近づく程ひずみ幅および平均ひずみが顕著に減少し、き裂先端から離れた位置では繰返し応力-ひずみ応答は早期に定常状態に達することがわかった。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] 幡中憲治: "銅環状切欠材の繰返し応力-ひずみ応答の数値解析" 日本機械学会論文集 A編. 62-596. 1008-1016 (1996)
[Publications] 幡中憲治: "荷重および変位制御繰返し変形下におけるき裂先端近傍の局所ひずみの計測とそれに基づく疲労き裂進展過程の検討" 日本機械学会論文集 A編. 61-588. 1730-1738 (1995)
[Publications] K.Hatanaka: "An Analysis of Cyclic Stress-Strain Response and Fatigue Life Assessment of Notched Cylindrical Components" ASME Proc.of Fatigue and Crack Growth. Vol.306. 87-93 (1995)
[Publications] K.Hatanaka: "Localized Strain Behaviors around Crack Tip during Load Cycling and Fatigue Crack Extension Process" Proc.of the 10th Int.Conf.on Experimental Mechanics. 1127-1136 (1994)
[Publications] 幡中憲治: "き裂先端近傍のひずみ計測に基づく単一過大荷重による疲労き裂の遅延現象の検討" 日本機械学会論文集 A編. 59-567. 2531-2539 (1993)
[Publications] K.Hatanaka: "A Numerical Calculation of Cyclie Deformation Accompanied by Strain Range Variation and Subsequent ot Tensile Deformation in Terms of Dislocation Dynamics in Copper" JSME International Journal Ser.A. 36-3. 267-275 (1993)

1996 Fiscal Year Annual Research Report

転位動力学に基づく繰返し変形構成式の導出とその多軸応力下の疲労問題への展開

Principal Investigator

幡中 憲治 山口大学, 工学部, 教授 (60026193)

Research Products

[Publications] 幡中憲治: "銅環状切欠材の繰返し応力-ひずみ応答の数値解析" 日本機械学会論文集 A編. 62-596. 1008-1016 (1996)

[Publications] 幡中憲治: "荷重および変位制御繰返し変形下におけるき裂先端近傍の局所ひずみの計測とそれに基づく疲労き裂進展過程の検討" 日本機械学会論文集 A編. 61-588. 1730-1738 (1995)

[Publications] K.Hatanaka: "An Analysis of Cyclic Stress-Strain Response and Fatigue Life Assessment of Notched Cylindrical Components" ASME Proc.of Fatigue and Crack Growth. Vol.306. 87-93 (1995)

[Publications] K.Hatanaka: "Localized Strain Behaviors around Crack Tip during Load Cycling and Fatigue Crack Extension Process" Proc.of the 10th Int.Conf.on Experimental Mechanics. 1127-1136 (1994)

[Publications] 幡中憲治: "き裂先端近傍のひずみ計測に基づく単一過大荷重による疲労き裂の遅延現象の検討" 日本機械学会論文集 A編. 59-567. 2531-2539 (1993)

[Publications] K.Hatanaka: "A Numerical Calculation of Cyclie Deformation Accompanied by Strain Range Variation and Subsequent ot Tensile Deformation in Terms of Dislocation Dynamics in Copper" JSME International Journal Ser.A. 36-3. 267-275 (1993)

幡中憲治山口大学, 工学部, 教授 (60026193)