繰返し履歴を考慮した欠陥から発生する脆性破壊予測：累積塑性変形能力推定方法の確立

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25820276
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Research Institution: Ariake National College of Technology
• Principal Investigator: 岩下 勉 有明工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (10332090)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 脆性破壊 / 切欠き / 塑性変形能力 / ワイブル応力 / 繰返し負荷 / 有限要素解析

Research Abstract

１．切欠きから発生する脆性破壊の実験
切欠きから発生する脆性破壊において，繰返し負荷がどのような影響を及ぼすのかを調べるため，切欠き付試験片を製作し，一定振幅繰返し載荷実験，および，一定振幅繰返し載荷（予履歴）を与えた後の載荷実験を行った．実験変数は振幅の大きさであり，これは脆性破壊発生を評価するクライテリアとなるワイブル応力に置き換えられる．なお，平成25年度の振幅は2種類とした．また，予履歴後の載荷実験についても同様に2種類の振幅で実験を実施した．脆性破壊の発生は大きなバラツキを伴うため，実験数は各載荷で5本とした．
２．ワイブル応力の把握
実験と並行して有限要素解析を行い，切欠き先端の応力状態，および，脆性破壊の発生限界を求めるためにワイブル応力を調査した．これにより振幅の大きさを破壊クライテリアであるワイブル応力の大きさとして扱うことができる．
３．累積塑性変形能力推定方法の検討・開発
上記１．および，２．を通して，脆性破壊までの累積塑性変形能力とワイブル応力の関係を定性的に評価することができた．すなわち，ワイブル応力が大きくなるほど，累積塑性変形能力が小さくなるということが確認できた．ただし，平成25年度は，実験結果を検討し，その上で，その他に必要な振幅を見出すため試験数を限定して行った．25年度の結果から，さらに大きな振幅の実験が必要であることが分かったので，26年度には，大きな振幅による繰返し載荷実験を実施することとした．また，予履歴後の載荷についても，予履歴で与えられる累積塑性変形が大きいほど，その後の載荷による変形能力が低下する傾向が確認された．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

予定していた実験機器の購入，および，試験片製作，実験を実施することができた．実験結果の整理・分析についてもほぼ完了した．また，脆性破壊の評価のクライテリアとなるワイブル応力についても，有限要素解析を実施することで得ることができた．その上で，実験から得られた試験片の累積塑性変形能力とワイブル応力の関係を予定通り，評価することができた．
以上のことから，本研究はおおむね順調に進展していると評価した．

Strategy for Future Research Activity

平成26年度の研究実施計画に沿って，実験および解析を進めていく予定である．