| 研究課題/領域番号 |
07455055
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械材料・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)
大木 順司 山口大学, 工学部, 助手 (80223965)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1996
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| キーワード | 繰返し変形構成式 / 転位動力学 / 疲労き裂 / き裂先端近傍の局部変形 / き裂開閉口 / 弾塑性有限要素法 / 多軸応力 |
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| 研究概要 |
完全焼鈍された銅中央貫通き裂試験片を用い、荷重制御下においてき裂先端近傍の繰返し変形およびき裂開閉口挙動に関する弾塑性有限要素法解析を実施した。このとき著者らが先に転位動力学の概念に基づいて導出した繰返し変形構成式を用いた。得られた主な結果は次のようにとりまとめられる。
(1)提案した繰返し変形構成式を用いて算出した中央貫通き裂試験片の繰返し公称応力-変位応答および繰返し数の増加に伴う変位幅の減少は実験より得られるそれを定量的に良く表現した。
(2)解析結果によると、荷重波形における最初の1/4サイクル時の引張側頂点でき裂先端前方θ【.+-。】60ﾟの方向に強い荷重軸方向の垂直ひずみε_yの集中域が発達し、き裂先端は大きく開口する。続く圧縮側頂点でε_yの集中とき裂開口量は減少するが、この時点でこれらはなお残留する。繰返し数の増加に伴い、引張側頂点間のこれらの変動幅は減少する。これらはき裂先端部の局部的繰返し変形挙動に関する実験結果と定量的にほぼ一致した。
(3)き裂先端前方、き裂面上の軸方向ひずみε_yおよび軸方向応力σ_yの分布を算出した。その結果によると、繰返し数の増加につれてき裂先端部で生じるε_yの最大値および1/4サイクル毎の変動幅は減少し、そのひずみ勾配は増大する。一方、σ_yの分布は繰返し変形過程中ほとんど変化しない。
(4)き裂先端前方、き裂面上における繰返し応力-ひずみ応答を算出した。これより、繰返し変形初期過程においてき裂先端に近づく程ひずみ幅および平均ひずみが顕著に減少し、き裂先端から離れた位置では繰返し応力-ひずみ応答は早期に定常状態に達することがわかった。
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