1989 Fiscal Year Annual Research Report
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63850094
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
豊貞 雅宏 九州大学, 工学部, 助教授 (30188817)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
萩原 行人 新日本製鉄(株), 第二研究所, 主任研究員
有持 和茂 住友金属工業(株), 総合技術研究所, 主任研究員
河野 俊一 山口大学, 工学部, 教授 (40044276)
丹羽 敏男 九州大学, 工学部, 助手 (10208267)
辻 勇 九州大学, 工学部, 教授 (80037697)
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| Keywords | 塑性仕事による局部温度上昇 / 温度、ひずみ速度を考慮した材料の構成方程式 / IDNZ内のひずみ分布 / 塑性仕事と発熱量の関係 / 熱伝導解析 |
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| Research Abstract |
マイコンで負荷パタ-ンおよびサ-モビュアによる温度計測時期の制御を行い、100mm/sの負荷速度をCT試験片に与えて、き裂先端近傍の塑性仕事による局部温度上昇を計測した。その結果CTODが大となる程温度上昇が高くなり、しかも最高温度点はき裂先端より遠ざかっていくことが判明した。一方丸棒引張試験を種々の温度および負荷速度下で実施し、温度、ひずみ速度を因子とする構成方程式ならびに塑性仕事と発熱量の関係を調査した。その結果温度上昇量と塑性仕事の関係は、熱の散逸が無視できる場合には線形関係を有し、ひずみ速度が大きくなる程(温度上昇量/塑性仕事)が大きくなることが判明した。さらにき裂鈍化の影響がひずみ分布に表われるIDNZ内では、静的条件下におけるき裂鈍下の影響を無視したひずみ勾配の1/2となるひずみ勾配となることが実験及び変形後の応力の釣合いを考慮した弾塑性有限要素法より得られ、この結果を利用して動的負荷時の局部温度上昇分布の解析解を導き、上記CT試験片の局部温度上昇分布を推定した。ただしこの場合上記丸棒引張試験より得たひずみ速度による温度上昇量の違いを完全に定量化するまでにいたっていないので、塑性仕事が全て熱に変換されるとの仮定を用いている。その結果温度上昇量の絶対値には実験結果と大きな差が生じているが、最高温度を示す場所については実験結果と良い一致がみられ、しかもその点は三軸拘束が最大となるIDNZ先端近傍になることが判明した。これは熱伝導による結果として理解される。
さらに温度、ひずみ速度を考慮した材料の構成方程式を用いて、き裂先端近傍の応力/ひずみ状態を解析することを目的とし、動的三次元弾塑性有限要素法の開発を行った。ただし現時点では慣性力を考慮しただけのもので、上記構成方程式を用いた解析が行えるよう、今後このプログラムを改良していく予定である。
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