2015 Fiscal Year Research-status Report
圧延桁端支点上の腐食過程における残留応力の再配分挙動と残存強度に関する研究
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15K18109
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| Research Institution | Akashi National College of Technology |
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Principal Investigator |
三好 崇夫 明石工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (40379136)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 圧延桁橋 / 端支点 / 腐食 / 断面欠損 / 残留応力 / 変形特性 / 再配分挙動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度は，圧延桁端部支点上に腐食に伴う断面減少が生じた場合の残留応力の再配分挙動や変形特性について明確にするため，圧延桁端部に見立てた試験体を設計，製作した．また，同試験体の製作に用いた鋼板から試験片を採取して，引張試験を実施した．
試験体の設計では，支間長20mクラスの圧延桁橋を対象に，その腹板，フランジの幅厚比，腹板とフランジの断面積比，桁高と全幅の比が実際の圧延桁断面とほぼ同じとなるように，熱間圧延H形鋼を選定した．支点上補剛材については，本研究では溶接部を除く，圧延桁腹板や支点上補剛材自身の強度に着目するため，支点上補剛材の破壊がそれと腹板間のすみ肉溶接の破壊に先行するように設計した．
試験体は5つの実験ケース（残留応力計測ケース×2，断面減少過程の残留応力計測ケース×3）に対して，支点上補剛材，載荷点補剛材の枚数の異なる2種類を製作し，製作に際しては，圧延H形鋼の製造過程における残留応力分布等の初期不整に大きな差異が生じないように，長尺の圧延H形鋼を鋸切断し，溶接条件を統一することによって，残留応力分布や初期たわみにも極力大きな差異が生じないように，それらに支点上，載荷点補剛材を取り付けた．試験体の製作は外注業者にて実施した．
業者から納入された試験片を用いて引張試験を実施したところ，支点上補剛材の製作に用いた鋼板が発注図面と異なる材質であったこと，同鋼板が圧延桁試験体の支点上補剛材として用いられていたことが判明した．業者側も製作ミスを認め，試験体を再度製作して，試験を行うこととなった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
申請時の計画では，平成27年度中に圧延桁試験体を用いて，桁端部支点上における残留応力計測，断面減少過程における残留応力再配分挙動に関する実験を完了する予定であったが，試験体の発注から納入までに時間を要したことに加えて，納入された試験体の製作ミスも判明し，実験を遂行できない状況となった．結果的に，今年度は試験体の設計と製作，実験方法の決定までが終了し，実験結果は得られていない状況にあり，当初計画から1年程度遅れている．今年度は早期に試験体を発注し，年度内に昨年度実施予定の実験を完了し，支点部を対象とした強度試験にも着手することを目標に，研究を進める予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度実施予定であった，圧延桁端部支点上を模した試験体を用いて，残留応力と初期たわみ計測を実施し，圧延桁端部支点上の腐食に伴う断面減少過程における残留応力の再配分挙動，変形特性について明確にする．断面減少過程における残留応力，変形計測には時間を要するため，断面減少量に関する実験ケースを当初計画の3から2に削減する予定である．
腐食に伴う断面減少を有する圧延桁端部支点上の残存強度を把握するための載荷実験は，当初計画では本年度実施の予定であったが，当初計画からの大幅な実験の遅れや本校所有の載荷装置では安全上の問題が懸念されるため，当初計画の3点曲げ試験から，試験体形状の変更も含めて，載荷方法の変更を検討する．載荷方法を変更する場合には，同試験を有限要素法解析によって追跡し，解析の妥当性を示した上で，最終的にはパラメトリック解析によって，腐食に伴う断面減少を生じた圧延桁端部支点上の残存強度について明確にする予定である．
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| Causes of Carryover |
当初計画通り試験体，センサ類を購入すると，支出額の合計は968,721円となって，最終的に支出額合計として，余裕を見て物品購入を行ったことによる残額31,279円が生ずる予定であった．しかし，外注業者に発注した試験体の製作ミスが判明し，業者側もそれを認めて3月3日に外注費750,000円の返金を受けたことから，結果的に968,721円－750,000円＝218,721円の支出額となった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
まずは，繰り越し分のうち業者からの返金分は，昨年度実施予定であった実験の試験体製作費に充当する．昨年度実施予定の実験用に購入したセンサ類等については，今年度使用可能なものは使用する予定であるが，使用できないものについては業者側から支給を受ける予定である．
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