| 研究課題/領域番号 |
20K14817
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分22020:構造工学および地震工学関連
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| 研究機関 | 岐阜工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
水野 剛規 岐阜工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (90585093)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 材料構成則 / 延性き裂 / 相当塑性ひずみ / 大ひずみ領域 / 鋼橋 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
鋼橋の大規模崩壊へと進展する可能性がある接合部の部材破断は，塑性ひずみの集中により発生した延性き裂を起点として生じる．このような接合部の部材破断を引き起こす延性き裂発生を予測するには，き裂発生時にひずみ集中部に生じる非常に大きな塑性ひずみの履歴や応力場をFE解析により正確に解析し，これらを指標として判定しなければならない．本研究では，延性き裂が発生する超大ひずみ領域までの繰り返し載荷による鋼材のひずみ応答を載荷実験により明らかにし，ひずみ応答を高精度に算定可能な鋼材の材料構成則の開発を行う．
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| 研究成果の概要 |
鋼橋の延性き裂の発生に起因した崩壊現象をFE解析において予測するには，延性き裂が発生するまでのひずみ集中部における大ひずみ領域までのひずみ応答を再現できる材料構成則を用いる必要がある．そのため，局部座屈によりき裂が発生しうる大きな相当塑性ひずみが生じるCFT柱の局部座屈部を対象に，引張試験の最大荷重点を超える大ひずみ領域での鋼材の硬化現象を適切に表現できる材料構成則の検討を実施した．ここでは最大点荷重点以降の相当応力と相当塑性ひずみの関係や大ひずみ領域における繰り返し挙動を検討した．さらに，実験と解析の整合性を確認した上で，ひずみレベル100％以上の相当塑性ひずみの応答を確認した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
大ひずみ領域での鋼材の正確な材料構成則が明らかでないため，FE解析で塑性ひずみや応力の応答を精度よく算定できない．延性き裂発生直前までの大ひずみ領域でのひずみ応答を求める高精度な鋼材の材料構成則を用いれば，想定外の事態での構造物内のひずみの急激な上昇を予測し，これを抑制する手だてを講じることで，構造物のリダンダンシーやロバスト性を高めることが可能になる．そのため，鋼材に延性き裂が発生する大ひずみ領域までのひずみ応答を再現可能な材料構成則の検討を行った．
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