| 研究分担者 |
森田 建敬 (森田 健敬) 九州大学, 工学部, 助手 (70175636)
鳥山 寿之 九州大学, 工学部, 助手 (30227681)
和泉 直志 九州大学, 工学部, 助教授 (60184579)
市丸 和徳 九州大学, 工学部, 教授 (60037760)
小林 正木 Kyushu University, Dept. of Mechanics & Strength of Solids, Faculty of Engineeri (90037789)
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| 研究概要 |
本研究では,体積力法(BFM)と有限要素法(FEM)を組み合わせた半無限体弾塑性解析法を基礎にして,繰返し接触荷重が残留応力や弾塑性挙動に及ぼす影響を解析した.解析は材料が弾完全塑性体の場合と等方硬化則,または移動硬化則に従う場合の3ケ-スについて実行し,転がり疲労試験結果との比較を行なった.得られた知見は次の通りである.
(1)弾完全塑性体の場合:残留変位増分の分布は,反転前後で,残留変位増分=0の軸に対してほぼ対称となる.この解析結果は,加工硬化しにくい材料に対する実験結果に符号することが確認できた.
(2)等方硬化則に従う場合:残留応力は荷重の大きさと加工硬化率に依存せず,表面で引張り,その下で圧縮,さらにその下で引張りの分布となる.荷重反転の繰返し後,最終的にはシェ-クダウンにより,塑性変形は急速に停止することが明らかになった.
(3)移動硬化則に従う場合:加工硬化の影響で急速なシェ-クダウン状態が実現され,塑性変形が妨げられる.残留応力は,荷重が小さい場合は等方硬化則による解析結果に類似の分布となるが,荷重が大きい場合には表面も圧縮になる.荷重反転前後で,準安定になったときの残留変位増分の分布は対称ではなく,反転後はごく表面で摩擦力の働く方向に塑性流動が起こることが明らかになった.また,荷重の移動方向の反転は,残留応力分布と相当塑性ひずみ増分の分布にほとんど影響を与えないことが明らかになった.
(4)複雑な応力ーひずみ経路をたどるこの種の問題に対する適当な構成式が明確にされていないため,厳密な定量的解析は困難である.項目(1)〜(3)を総合すると,現状では,移動硬化則による解析が最も良く実験結果を説明できることが分かった.
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