| Research Abstract |
本研究は,任意の応力/ひずみ経路のもとで,円管材が破断するまで,連続して応力-ひずみ曲線を測定することができるサーボ制御2軸応力試験機を開発することを目的とする.
円周方向ひずみの測定方法は,試験片の長手方向の中心位置において,3本の変位計(d_1, d_2, d_3)を円周方向に120°ごとに配置し,それらの変位量の平均値dから円管外径を算定して,円周方向ひずみを算定した.管軸方向のバルジ曲率半径の測定方法は,試験片の中心軸を通る平面上に13mm間隔で3本の変位計(s_1, d_1, s_2)を配置し,両端の変位計(s_1, s_2)の変位量の平均値sとdの差からR_φを算定した.軸方向ひずみε_φの測定には,塑性域ゲージ(東京測器研究所製YFLA-2)を使用した.さらに大変形にも対応できるひずみ計を開発した.管が軸対称にバルジ変形しかつ軸方向に左右対称に変形すると仮定し,直径D,円周方向ひずみε_θおよび軸方向曲率半径R_φを算定した.
供試材として,0.8mmの冷間圧延鋼板(SPCCおよびSPCE)を巻いて製作された外径46.2mmの円管を試験片とした.その結果,以下の知見を得た.
(1) 金属板材から円管試験片を製作し,軸力-内圧制御試験を行うことにより,大ひずみ二軸応力下での加工硬化特性を精密に測定する実験手法を確立した.さらに,除荷を含まない複合負荷経路を板材に負荷し,その塑性変形挙動を精密に測定できる二軸材料試験技術を確立した.
(2) 相当塑性ひずみ換算で十数～30%までの,鋼板の二軸応力-ひずみ曲線の測定に成功した.
(3) Yld2000-2d降伏関数を用いれば,本供試材の加工硬化挙動を概ね再現できることが分かった.
(4) SPCE材において,線形および複合負荷経路における加工硬化挙動(塑性流動応力の増大)と塑性ひずみ速度は,6次のYld2000-2d降伏関数の等方硬化モデルで概ね再現可能であることがわかった.
(5) 線形応力径路において同定された降伏関数の,複合負荷経路に対する有効性を明らかにするためには,さらに系統的な実験研究が必要である.
|
