| 研究課題/領域番号 |
62460075
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
機械材料工学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
井上 達雄 京都大学, 工学部, 教授 (10025950)
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| 研究分担者 |
今谷 勝次 京都大学, 工学部, 助手 (70191898)
星出 敏彦 京都大学, 工学部, 助手 (80135623)
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| 研究期間 (年度) |
1987 – 1988
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| 研究課題ステータス |
完了 (1988年度)
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| 配分額 *注記 |
7,900千円 (直接経費: 7,900千円)
1988年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1987年度: 6,900千円 (直接経費: 6,900千円)
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| キーワード | 切欠き材 / 塑性疲労 / 多軸応力 / 有限要素法 / 損傷力学 / 破壊力学 / き裂発生 / き裂伝ぱ |
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| 研究概要 |
まず、引張ーねじり組合せ荷重下の切欠き底での弾塑性領域における応力・ひずみを解析するために、変位制御および荷重制御が可能な軸対称弾塑性有限要素法解析プログラムを開発した。このプログラムを適用して得られた解析結果の妥当性についても、実験的に検証した。
また、パーソナルコンピュータ制御による引張ーねじり疲労試験機を用いて、種々の組合せ荷重下での疲労試験を行った。実験は、単相材料である純銅とフェライトーパーライトの二相材料であるS35C鋼を用いて、切欠き底表面におけるき裂の成長形態を中心にレプリカ法によって観察した。さらに、純銅に関しては切欠き半径の異なる二種類の試験片を準備し、切欠き半径のき裂成長に及ぼす影響についても実験的に観察した。その結果、材料や応力の多軸度に依存したき裂分布状態がその後のき裂進展形態に著しい影響を与えることが判明した。
以上の実験で得られた結果を説明するため、二つのアプローチによって解析を行った。まず、開発した有限要素法によって求めた切欠き底における塑性ひずみに基づいた損傷力学的解析手法を提案し、その解析によって純銅におけるき裂の分布状態を十分把握できることがわかった。
つぎに、寿命推定法の確立にあたって、上述の実験的観察からき裂の発生と伝ぱの両者を同時に考慮しうる解析手法が必要であることがわかった。そこで、そのような解析手法の第一段階モデルとして平滑材における粒界形き裂の成長に対する解析モデルを考案し、そのモデルの有効性を実験的に確認した。この結果を踏まえて、まず単相材料で粒界形き裂が生じる純銅の切欠き材への拡張を行った。さらに、二相組織を有するS35C鋼への応用についても検討した。以上の研究成果により、本研究課題における所期の目的がほぼ達せられた。
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