大型構造部材試験体を対象とした低サイクル疲労パラメータ計測システムの開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555121
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 舘石 和雄 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (80227107)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 魚本 健人 東京大学, 国際産学共同研究センター, 教授 (80114396)
• Keywords: 低サイクル疲労 / 画像計測 / ひずみ / サーモグラフィ / コンクリート充填鋼管

Research Abstract

1.ひずみ場の計測システムの開発
低サイクル疲労現象を解明する上で最も重要なパラメータである塑性ひずみを,画像計測によって測定するためのシステムを開発した.これはひずみゲージでは測定が不可能であった大ひずみ場に対しても適用でき,かつ,座屈部のような3次元的な変形を伴う対象物に対しても適用できるという点で,画期的な手法であり,これにより,低サイクル疲労き裂が生じる位置でのひずみ挙動を精度良く明らかにすることができた.
2.コンクリート充填鋼管部材のひずみ挙動と低サイクル疲労強度との関係の解明
土木構造物において低サイクル疲労が問題となる代表的な構造部材にコンクリート充填鋼管部材がある.これは鋼とコンクリートの力学的相互作用によって鋼管の座屈の進展が遅れる代わりに,鋼材に大きな塑性ひずみが繰返し導入されることによる.そこでコンクリート充填鋼管を対象として,大変形の繰返し載荷試験を行い,低サイクル疲労き裂を発生させた.実験においては1で開発したひずみ計測システムを用いることによって,座屈部の低サイクル疲労き裂が生じた位置のひずみ挙動を計測した.その結果から,コンクリート充填鋼管部材に生じるひずみ場と,低サイクル疲労強度との関係を明らかにし,ひずみ計測システムの有効性を明らかにした.
3.サーモグラフィによるき裂検知に関する検討
低サイクル疲労き裂をサーモグラフィで検知することを最終目標としているが,ここではそのために基礎的資料を得るために,き裂長さと荷重などを様々に変化させたときに,き裂先端にどの程度の温度上昇があるかについて検討している.これによってサーモグラフィで検知可能なき裂の状態を明らかにし,低サイクル疲労き裂への適用性を判断したいと考えている.

Research Products

• [Publications] K.Tateishi,K.Murata: "Strain Behavior of Concrete Filled Steel Tube Members under Cyclic Loading"Proc.of the 7^<th> EASEC. 949-954 (1999)
• [Publications] K.Tateishi,T.Saitoh,K.Murata: "Low Cycyle Fatigue of Concrete Filled Steel Tube Members"Proc.of the IMPLAST 2000. (発表予定). (2000)