2023 Fiscal Year Research-status Report
統一的基準による鋼構造部材の破断予測手法に関する研究
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21K04340
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
水島 靖典 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (90554767)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 泰彦 株式会社竹中工務店 技術研究所, 建設材料部, 主任研究員 (30554761)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 鋼構造 / 破断 / 変動振幅 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度はこれまでに引き続き、試験体形状を変化させることで応力状態を変化させた低サイクル・極低サイクル疲労試験を実施した。2022年度までは、一定振幅の繰り返し載荷のみを対象としていたが2023年度では変動振幅を考慮した低・極低サイクル疲労試験を実施した。変動振幅下においても、試験体形状の影響は大きくなかった。
Manson-Coffin則とMiner則を用いた既往の変動振幅下での疲労寿命予測手法では、試験体の疲労寿命をやや過大評価する結果となった。そこで、大振幅時の損傷を重視するようにManson-Coffin則に修正を加えることで、予測精度を向上させた。大振幅を受けるときに、延性ダメージにより、通常のManson-Coffin則で予測されるよりも大きなダメージを受けることは、既往の研究でも報告されている現象であり、本研究においても同様の手法を用いた。修正後のManson-Coffin則は、これまでの実験結果と矛盾するものではなかった。
本年度の成果は、日本建築学会大会学術講演会において公表予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度はおおむね順調に実験を行うことができたものの、2022年度までの新型コロナウィルスの影響による遅延を取り戻すほどのペースに実験・研究を行うことは困難であったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
変動振幅下での実験結果が不足しているため、追加の変動振幅実験を行う。本研究では各サイクルの最大荷重の値が低下傾向を示す荷重低下繰り返し数を以て疲労寿命を評価している。変動振幅下では、一部の試験ケースにおいて荷重低下繰り返し数を明瞭に取得することができなかった。そのため、加力プロトコルを変更し、追加の変動振幅実験を行う。
また、これまでの実験結果を踏まえて、破断予測材料構成則の開発に着手する。2023年度時点で得られている結果を用いることで、申請者らが過去に実装した破断モデルの定式化の一部を変更することで、破断予測構成則を開発可能であると考えられる。
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| Causes of Carryover |
前年度までに生じていた新型コロナウィルス流行による実験回数不足、試験体製作費用縮減による繰り越し額があったため。本年度はおおむね当初の計画していた回数の実験を行うことができたが、2022年度までの遅れを完全に取り戻すことは困難であったため。
試験体製作および、申請者らの出張旅費で使用する予定である。
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