| 研究概要 |
残留応力場・不均質材料中を伝ぱする三次元疲労き裂の伝ぱ挙動の特徴を明らかにすると共に,き裂伝ぱシミュレーションに基づいた三次元き裂の疲労寿命予測法を手順化し確立することを試みた.以下に得られた成果の概略を示す.
1.実験に関する主な成果
(1)一種の不均質材であるボルト締結材に対し,そのボルト締結残留応力場下のボルト穴の縁から荷重軸に垂直に伝ぱする隅疲労き裂の伝ぱ実験を行った.その結果,試験片表面方向のき裂伝ぱ速度が深さ方向の伝ぱ速度に比較して,わずかに大きくなる事がわかった.
(2)PMMA水焼き入れ試験片の残留応力場下において,三次元斜め隅疲労き裂伝ぱ実験を行い,き裂の開閉口挙動の直接目視観察を行った.その結果,除荷につれ圧縮残留応力場下のき裂口部から閉口し,き裂先端部が最後に閉じるき裂面の部分弾性接触現象を観察することができた.
2.シミュレーションに関する主な成果
(1)三次元疲労き裂伝ぱシミュレーションの解析対象として,残留応力場下の水平及び斜め隅き裂,円孔に向かい伝ぱす水平及びる斜め隅き裂,およびボルトで締結された円孔縁から生じる水平及び斜め隅き裂を採用した.その結果,残留応力,.円孔,及び締結の影響を確認することができた.また,一部の実験結果との比較から,『U予測による寿命予測法』と『Δσ_θ最大クライテリオン』を組み合わせたき裂伝ぱシミュレーションに基づいた三次元き裂の疲労寿命予測法の手順化が大きく前進した.(2)斜め隅き裂のみであるが,破面の弾性接触を考慮したき裂の開閉口シミュレーションを行った.その結果,電子ビーム溶接による残留応力の分布により,き裂伝ぱ経路が変化する場合もあることがわかった.尚,自動メッシュプログラムの適用限界により,全解析対象をシミュレーションする事ができなかった.今後の課題である.
(2)斜め隅き裂のみであるが,破面の弾性接触を考慮したき裂の開閉口シミュレーションを行った.その結果,電子ビーム溶接による残留応力の分布により,き裂伝ぱ経路が変化する場合もあることがわかった.尚,自動メッシュプログラムの適用限界により,全解析対象をシミュレーションする事ができなかった.今後の課題である.
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