不均質な力学モデルの構築と溶接構造物の熱影響部評価への適用

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650089
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 今谷 勝次 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教授 (70191898)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上原 拓也 京都大学, エネルギー科学研究科, 助手 (50311741) ; 星出 敏彦 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教授 (80135623) ; 井上 達雄 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (10025950)
• Keywords: 不均質性 / 熱影響部 / 結晶塑性学 / 有限変形理論 / 材料異方性 / 成形限界

Research Abstract

不均質な材料の力学的モデルを構築し、その変形挙動を解明することを目標として,当該年度では以下に示す検討を行った.
1.溶接部材の熱影響部の微視的変形観察 高温構造材料であるMod.9Cr-1Mo鋼の溶接模擬材を用いて,結晶レベルの微視的領域の変形挙動を観察した.マイクログリッドグリッドを試料表面に作成し,引張り試験における表面の微視的なひずみを解析した.その結果,熱影響部近傍の硬化している部分でのひずみが小さく,硬さ分布とひずみ分布には明確な相関が観察された.
2.結晶塑性解析 Asaro-Needlemannらの結晶塑性モデルを有限要素法に適用し,溶接模擬材の変形挙動を解析した.その結果,モデルによる解析結果は,実験結果と定性的に一致することがわかった.
3.不均質材料の有限変形理論 一般的な非弾性体に対するTotal-Lagrange定式化に基づく準静的および動的解析手法を開発した.粘弾性(クリープ)材料における波動の減衰について超弾性体と比較検討するとともに,介在物が存在する場合への応用を試みた.
4.くびれの競合効果と不均質性 研究代表者が以前に提案した異方性構成式を用いて,板材の成形限界(くびれ挙動)の解析を試みた.異方性軸の初期配置を変えることによって,くびれの発生が抑制または促進されることがわかった.
次年度では,熱影響部の生成と高温での挙動を中心に不均質材料の力学モデルを検討する.