耐熱鋼の温度多軸応力下のクリープ・ラチェッティングに関する研究

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62550077
• Research Institution: HIROSHIMA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 吉田 総仁 広島大学, 工学部, 助教授 (50016797)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 操 広島大学, 工学部, 助手 (50144879) ; 大森 正信 広島大学, 工学部, 教授 (90034321)
• Keywords: SUS304 / クリープ・ラチェッティング / 応力制御 / 多軸応力 / 非弾性構成式 / FEM

Research Abstract

SUS304鋼を用いて応力制御クリープ・ラチェッティング挙動を実験的に検討した。種々の応力比(=最小応力/最大応力)と応力速度また最大応力保持時間を持つ(あるいは持たない)クリープ・ラチェット実験を650°Cにおいて行った。いずれの条件下でも応力比によってひずみの累積速度が大きく変化した。応力比R=-0.8(部分両振り)、R=0(片振り)、R=-1.0(両振り)の順にひずみ累積量が大きかった。一定のせん断応力に種々の応力比(R=-1.0、-0.8、0)を持つ繰返し軸応力を重畳する応力制御のメカニカルラチェット実験では、応力比によってひずみの累積方向が大きく変化した。R=-1.0ではひずみはせん断方向のみに累積し、R=0ではほぼ最大応力ベクトル方向にひずみの進行がみられ、R=-0.8では両者の中間の方向となった。
これらのクリープ・ラチェット挙動を単純重ね合せ型構成式、Chaboche型およびMiller型構成式を用いて数値シュミレーションを行った。いずれの構成式も定性的には実験結果の傾向と一致する解析結果が得られたが、定量的にはかならずしも十分とはいえなかった。
統一型構成式を有限要素方(FEM)に組込むための試みとしてChaboche型構成式を用いたFEMプログラムを新たに開発した。正方形板の引張りの解析を行ったが、増分ステップを大きくしすぎると解が振動・発散することがあるので、最適な増分を設定する必要があることがわかった。また、切欠き材の引張りの解析を行い、ひずみ(応力)集中の様子を調べた。得られた解は妥当なものであり、今後、本解析法で用いた初期ひずみ法の他にも接線剛性法などを用いることにより、一層の計算の効率化がはかられることを指摘した。

Research Products

• [Publications] 吉田総仁、近藤文、菊池義和: 日本機械学会論文集. 54. 1151-1156 (1988)
• [Publications] 吉田総仁: 日本機械学会論文集. 54. 1288-1291 (1988)
• [Publications] Fusahito Yoshida;Joe Kondo;Yoshikazu Kikuchi.Viscoplastic behavior of SUS304stainless steel under cyclic loading at room temperature.: 32. 136-141 (1989)
• [Publications] Fusahito Yoshida.: Proceedings of ASME '89 PVP Conference. (1989)
• [Publications] F.Yoshida.: Proceedings of Int.Conf.Plasticity. (1989)