2015 Fiscal Year Research-status Report
超高速度撮影および高精度数値解析を駆使した破壊制御評価法に関する基礎研究
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25420016
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
藤本 岳洋 神戸大学, 海事科学研究科(研究院), 教授 (60314514)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | クラッキング加工 / 破断分離工法 / 破壊力学 / 有限要素法 / J積分 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2014年度に行った工具用炭素鋼SK85製の三点曲げき裂試験片の破壊について，初期切り欠き径，負荷速度に焦点をあてた数値解析を行った．実験と実験結果に基づく生成形シミュレーションの結果から，切り欠き径大寸法化によってある程度，破壊開始時の部材中のひずみエネルギー蓄積量の増大が見込まれること，切り欠き径が大きすぎると切り欠き底の表面粗さの影響が顕在化してき裂進展開始場所がばらつき，その結果，良好な破断加工が適わないこと，準静的負荷よりも高速負荷で破壊を誘起した方が破断面粗さ・加工効率の両面でメリットがあること，初期切り欠き径寸法の設定が破断面粗さだけでなくき裂進展抵抗（き裂進展時の動的J積分値）等にも反映し，破断加工条件設定を大きく左右する因子であることが判明している．
さらに，コネクティングロッド破断加工時のロッドの変形・き裂進展の非一様性を考慮した数値解析を行った．ここでは，非等速進展を再現したき裂進展の再現，非対称き裂進展現象の再現を可能としている．コネクティングロッドのような複雑形状部材のクラッキング加工では，荷重分布の傾きや初期切り欠き径が破壊挙動に大きな影響を及ぼし得ることを明らかにしている．2014年度以前の実験で観察されたき裂進展挙動のばらつきは，この荷重分布の傾き等によって生じ得る．
また，2015年度は三点曲げ偏心破壊試験を実施し，この偏心破壊実験の結果に基づく破じん性の変化，き裂進展挙動の評価のため生成形数値シミュレーションと破壊経路予測混合形シミュレーションを行った．偏心率を変えても破壊じん性値には大きな変化はみられなかったが，偏心破壊実験で観察された破壊経路は従来の曲折破壊基準，最大周方向応力や局所対象理論では予測し得ないことが明らかとなった．今後，高脆材の破断加工制御のためにはぜい性金属材の破壊経路予測理論の構築，高精度化が必要である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
研究では，初年度（平成25年度後期），試験片材料選定・調達が難航した．その後，試験片材料が決まり，平成26年度は相当量の実験を実施したが．平成27年度においても多回数の実験実施が必須の状況であった．しかし，27年度は8月期から所属大学の改修工事によって実験設備が使用できなくなった．そこで研究完遂のため，この工事終了後（平成28年度）からの研究再開が必要と判断し，期間延長を申請し御承認を頂いている．
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| Strategy for Future Research Activity |
2015年度に実施できなかった実験を行う．この工具用炭素鋼SK85製の三点曲げき裂試験片を用いた追加破壊実験と数値解析の連携によって破壊開始時の切り欠き底の最大応力，き裂進展時の破壊抵抗推移と破断面粗さの関係を明らかにして，切り欠き径設定に寄与するデータベースの作成を行う予定である．
更に，上記の結果を加えて，フルペーパー論文を作成し，著名ジャーナルに投稿を計画している．
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| Causes of Carryover |
平成27年度は8月期から所属大学の改修工事によって実験設備が使用できなくなった．そこで研究完遂のため，この工事終了後（平成28年度）からの研究再開が必要と判断し，期間延長を申請し，御承認を頂いている．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年度に繰り越した研究費は追加実験の試験片購入費と学会論文投稿費に充てる予定である．
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Research Products
(7 results)
