2015 Fiscal Year Annual Research Report
欠陥を起点とする延性亀裂の進展と脆性破壊への転化の予測－接合部の品質管理基準
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25420600
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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, 建築学科, 准教授 (10332090)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 脆性破壊 / 延性き裂 / 溶接欠陥 / 破壊靭性 / 塑性拘束 / 機械切欠き / 有限要素解析 / 破壊評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，欠陥から進展した延性き裂を起因とする脆性破壊について，欠陥形状・寸法および延性き裂進展量が破壊に及ぼす影響を調べるために，柱梁接合部をモデル化した試験体の溶接始終端部に種々の切欠きを挿入し，破壊実験を行った．試験体は通しダイアフラム形式柱梁接合部を単純化し，ダイアフラムと梁フランジを突合せ溶接した後，梁のウェブに相当する位置にリブプレートを溶接した組立H形の形状とした．このような試験体を反力ブロックに固定し，梁端部に正負交番繰返し載荷を行った．欠陥は，本溶接前に開先面に金属板を設置し人工的に溶込み不良を生じさせたものと，ワイヤーカットにより開先面に沿って想定深さまで切欠いたものとした．
有限要素解析により亀裂先端の破壊駆動力と高応力領域の主応力分布から塑性拘束を考慮するToughness Scaling Model (TSM)手法の有効性を検討した結果，塑性拘束が比較的高い場合は破壊を的確に予測できるが，TSMの手法ではき裂先端形状を考慮できず，評価にばらつきが出ることが示唆された．そこで， Weibull応力を導入するため，破壊靭性試験により形状係数を含む材料定数の特定を行い，その有効性を検討した．
材料試験レベルの検討ではWeibull応力を用いて塑性拘束を考慮すれば，欠陥先端の形状によらず高い評価精度をもつことが示されたが，一連の本実験および解析の結果，実構造体における先端が鈍化した欠陥に対しては，TSMを用いた塑性拘束の影響を考慮する手法で脆性破壊の発生を的確に予測することができない場合には形状係数の特定が困難であり，Weibull応力でも破壊評価は十分な精度に達しないことも明らかとなった．その為，更に破壊靱性試験と解析により，先端が鈍化したき裂を持つ試験体の材料定数の特定を進め，欠陥位置の亀裂先端の塑性拘束を考慮した破壊予測手法の精度の向上を図った．
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Research Products
(5 results)
