| 研究課題/領域番号 |
62460079
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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 |
材料力学
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
幡中 憲治 山口大学, 工学部, 教授 (60026193)
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| 研究分担者 |
小川 壽 宇部工業高等専門学校, 助教授 (10043887)
藤満 達朗 山口大学, 工学部, 助教授 (70035062)
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| 研究期間 (年度) |
1987 – 1989
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| 研究課題ステータス |
完了 (1989年度)
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| 配分額 *注記 |
7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
1989年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1988年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1987年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
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| キーワード | 繰返し応力-ひずみ曲線 / 切欠き / 弾・塑性有限要素法 / 疲労き裂 / 繰返しJ積分幅 / 数値シミュレ-ション / 疲労寿命予測 / 繰返し応力ーひずみ曲線 / 切欠き、弾・塑性有限要素解析 / ひずみ拡大係数幅 / 疲労き裂進展速度、疲労寿命予測 / 繰返し硬化 / 繰返し軟化 / 転位 / 数値シミュレーション / CoffinーManson則 |
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| 研究概要 |
繰返し応力-ひずみ曲線は疲労き裂進展速度の破壊力学的解析および疲労寿命予測に際し、必要欠くべからざるものである。本研究はこのような点に立脚して、繰返し応力-ひずみ曲線の数値シミュレ-ション手法とそれによる疲労寿命予測手法の開発を目指したものである。先ず、転位動力学を導入することにより、銅の静機械的性質のみを用いて繰返し応力-ひずみ曲線を解析的に推定する手法を提案した。さらに、この手法を適用して銅の平滑材および多軸応力下の環状切欠材の疲労寿命を予測するための統一的解析手法を導出した。得られた主な結果は次のように取りまとめられる。(1)提案した解析手法を用いれば、静機械的性質のみを用いて銅の繰返し応力-ひずみ曲線を解析的に推定することが可能である。(2)(1)の手法を適用して切欠部を有限要素に分割することにより得られる各要素の材料構成式を得た。さらに、各要素の剛性マトリックスを全要素について重ね合わせることにより切欠部全体の剛性方程式が得られ、これを解くことにより切欠部における応力-ひずみ応答が算出された。(3)切欠底に発生した微小き裂は最終破断までに導く過程で、半だ円形き裂形状を保持しつつ成長する場合と、これが環状き裂に成長する場合とがある。このようなき裂形態の遷移条件を弾・塑性破壊力学的に明らかにした。さらに、環状切欠材の幾何学的形状と負荷応力を知ることにより、何れのき裂成長形態が現われるかを予測することができることを示した。(4)銅平滑材について実験的に得られた塑性ひずみ幅-疲労き裂発生寿命曲線と(2)で算出された、銅切欠底の相当塑性ひずみとを用いて、銅環状切欠材の疲労き裂発生寿命を予測した結果は実験結果と大略一致した。(5)環状き裂が形成される場合の疲労き裂伝ぱ寿命は、半だ円形き裂が成長して環状き裂となるまでの伝ぱ寿命と環状き裂が成長して試験片を破断に至らしめるまでのそれを加え合わせることにより予測可能である。
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