2016 Fiscal Year Research-status Report
繰返し履歴・延性き裂を考慮した欠陥からの脆性破壊予測：累積塑性変形推定方法の確立
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16K06598
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| Research Institution | Ariake National College of Technology |
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Principal Investigator |
岩下 勉 有明工業高等専門学校, 創造工学科, 准教授 (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 / 塑性変形能力 / ワイブル応力 / 繰返し負荷 / 累積損傷度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．切欠きから延性き裂を伴って発生する脆性破壊の実験：切欠きを有する鋼試験片の実験を行い，延性き裂を伴った脆性破壊を再現した．載荷方法は単調載荷および3種類の繰返し載荷（一定振幅繰返し載荷，予履歴後の単調載荷，漸増振幅繰返し載荷）であった．実験結果から，延性き裂進展を伴う場合においても，繰返し振幅が大きくなるに従い，累積塑性変形能力が小さくなることが確認できた．また，予履歴後の単調載荷実験から，予履歴（繰返し）により，変形能力が低下することも確認できた．
２．延性き裂進展量の測定：本研究で導入したデジタルマイクロスコープを用いて延性き裂進展量の測定を行った．延性き裂進展は，破面観察から「繰返し履歴中の進展」と「その後の単調部分の進展」に分けることができ，振幅が大きいほど，また，切欠き部分が先に圧縮を受けた方が，き裂の進展が大きいことが確認できた．
３．き裂進展を考慮したワイブル応力の把握：破壊靱性試験である疲労き裂を有する3点曲げ試験を実施するとともに，き裂進展解析を試みた．き裂進展を再現した解析によるワイブル応力の算出には至らなかったが，平面モデルにおける解析により，実験の延性き裂進展挙動再現への道筋を確認した．
４．累積塑性変形能力推定方法の検討・開発：延性き裂を伴って発生した脆性破壊の塑性変形能力推定のため，切欠き先端に作用するワイブル応力と累積塑性変形能力の関係（単調載荷と一定振幅繰返し載荷）に関して，それらが強い相関を示すことを確認した．さらにその相関からMiner則を利用して，他の載荷試験片の累積損傷度（破壊発生を評価する指標となる）を算出した．累積損傷度からは，予履歴後の単調載荷，漸増振幅繰返し載荷の試験片の破壊について，過小評価することが分かった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究遂行に必要な解析ソフトやデジタルマイクロスコープを導入し，実験結果の分析環境を整えた．また，延性き裂進展を伴った脆性破壊の実験も実施し，それらの破面観察や解析も進めることができた．しかし，28年度後半において，実験機器の故障が生じた．これにより後半の実験をうまく進められず，き裂進展解析を含めたワイブル応力の算出までは到達しなかった．ただし，実験数は若干少なくなったものの，「研究実績の概要」に記載した研究結果が得られるとともに，それらの成果公表のための国際会議等への論文投稿を行った（平成29年度に成果発表予定）．以上から，本年度の進捗状況を「やや遅れている」とした．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度に生じた実験機器の修理は，経費の都合で28年度内に実施できなかった．外部資金を獲得し，29年度には機器の修理を行い，28年度にできなかった繰返し実験，および，追加実験を確実に実施していく．それによって実験データを充実させ，累積塑性変形能力推定方法の検討・開発を進める予定である．また，き裂進展解析を進める上でも，追加の延性き裂を伴った破壊靱性試験を行うとともに，延性き裂進展解析の実施とそれによるワイブル応力を得ることで，延性き裂を伴った試験片の脆性破壊の予測をしていく予定である．
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