2018 Fiscal Year Annual Research Report
Prediction of Ultimate Strength Determined by Brittle Fracture Initiating from Weld Defects - Quality Control Criterion of the Connections
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16K06595
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| Research Institution | Sojo University |
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Principal Investigator |
東 康二 崇城大学, 工学部, 教授 (80320414)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩下 勉 有明工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (10332090)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 脆性破壊 / 延性き裂 / 溶接欠陥 / 破壊靱性 / 塑性拘束 / スカラップ底 / 有限要素解析 / 破壊評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，溶接欠陥から進展した延性き裂を起点とする脆性破壊を的確に予測し，より正確に接合部の終局耐力を求める手法を開発することを目的とする．これまでの研究により，塑性拘束の影響を考慮した2つの評価方法（亀裂先端の破壊駆動力と応力・歪状態から塑性拘束を考慮するToughness Scaling Model（TSM）の手法，および確率論を包含したWeibull応力を用いて塑性拘束を考慮する手法）を提案し，その有効性を確認した．前年度に引き続き，柱梁接合部をモデル化した試験体の溶接接合部に欠陥を模した切欠きを挿入し，実構造物の脆性破壊を再現した．また，スカラップ底からの破壊実験も行うと共に，有限要素解析によりスカラップ底に内包される様々な欠陥をモデル化し，この手法の適用性を検証した．SAW溶接を用いた組立H形梁の場合には不溶着部が存在し，そこが破壊起点となる可能性があるが，スカラップ形状を改良することによりスカラップ底からの破壊を回避できることを解析により確認した．JASS6にて推奨されている複合円型スカラップのスカラップ底からの破壊については，実大実験にてその性能を確認すると共に，FE解析により試験体以外の様々な形状の接合部詳細をモデル化し，その有効性を検証した．特にウェブを薄くし，梁フィレット部を残してウェブからスカラップを切削するディテール（フィレット残しと呼ぶ）を応用することにより，スカラップ形状の改良による破壊回避の効果が高まり，変形性能を飛躍的に向上させることを確認した．ただし，ウェブ側の延性き裂の進展については，モードⅡの破壊形態のため，SENB試験に基づく現手法のままで得た破壊靱性値を，手法に適用しても評価することはできず，更なる破壊予測手法の改良が必要であることも明らかとなった．
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