| 研究概要 |
本研究では脆性破壊の第一段階に相当する延性き裂の発生に着目し,まず,延性亀裂の発生状況を把握するため,解析モデルとして切欠きを有する円筒形棒部材を用い延性き裂の発生をシミュレーションした.その際,大ひずみ領域における断面欠損を表す手法としてボイドを導入した.ボイド成長の考慮により,延性き裂発生過程を追うことができた.また,ボイドの体積分率から延性き裂発生の破壊基準を決定し,延性き裂発生条件式を提案した.さらに,局所ひずみと全体ひずみの相関を示し,延性き裂発生限界ひずみ(延性破壊ひずみ)を求めた.
次に,鋼製橋脚の破壊実験を行い,次の現象を明らかにした.(1)全ての供試体について,鋼製橋脚基部に発生する脆性破壊現象を実験的に再現できた.(2)延性き裂は繰り返しひずみ硬化の影響による強度増加の段階で発生する.(3)延性き裂の発生後,ただちに供試体が強度低下を生じることはない.(4)延性き裂は供試体基部の溶接止端部から発生し,初期の段階は板厚方向に進展し,その後溶接線に沿って進展し,やがて母材へ進展する.(5)き裂が母材へ進展すると,供試体の強度が急激に低下する.
さらに,既往の研究で提案されている延性き裂発生条件式の精度を検証し,解析的にき裂発生点近傍のひずみ挙動を追究した.さらに,ファイバーモデルによる解析では模擬できないひずみ集中現象をShell要素を用いた解析によりとらえ,構造ディテール係数を提案し,新しい照査法の枠組みを示した.構造ディテール係数を考慮した照査法により算定した終局変位は本実験結果とほぼ一致した.
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