| 研究課題/領域番号 |
08455478
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
豊貞 雅宏 九州大学, 工学部, 教授 (30188817)
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| 研究分担者 |
丹羽 敏男 九州大学, 工学部, 助手 (10208267)
山口 喜久次 九州大学, 工学部, 助手 (70037943)
後藤 浩二 九州大学, 工学部, 講師 (60274487)
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| キーワード | 疲労表面き裂 / き裂開閉口 / 表面き裂の合体成長 / ΔK_<RP> / シミュレーションモデル / レーザ干渉法 |
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| 研究概要 |
疲労表面き裂の開閉口を測定するため、レーザ干渉法を利用した微小変形の計測装置の設計を行い、その試作を試みた。レーザ発振のためのダイオードの入手が4ヶ月遅れ、それを試作した治具ならびに電子回路に取り付けて計測を試みたが、過渡電流によりダイオードが不良となり、新しいダイオードを依頼しているがなかなか入手できない状態が続いている。
一方、表面き裂に対し、3次元問題としてその弾塑性問題を解き、き裂開閉口挙動を求めることは解析的にはもちろん有限要素法などの離散化手法を適用することも1サイクル毎に弾塑性を繰返すことから困難である。
そこで、表面き裂の最深部を含んだ表面に垂直な要素のき裂面に、それに垂直な要素に対するバネを挿入して2次元化モデルとすることで、最深部のK値を精度良く推定できる手法はすでに開発しているが、それをき裂開閉口モデルに組み込んだ。この場合、表面き裂のアスペクト比変化は実験で予め求め、その情報をシミュレーションに入力することになる。切欠部から発生する疲労表面き裂は複数個所であり、そのき裂が成長する段階で合体を繰返す。この場合最深部のK値は近傍のき裂の存在により干渉効果でK値が上昇する。この干渉効果を含んだK値の変化を再現する単一の表面き裂に置き換えたアスペクト比変化の実験式を上記シミュレーションに入力することにより、切欠部から発生・伝播するき裂のRPG荷重が定量的に推定できることを確認した。
上記のアスペクト比変化は切欠底から発生する疲労き裂に対してであるが、溶接構造物では大きな引張残留応力が通常働いているすみ肉止端部から疲労き裂が発生・伝播しやすい。そこで、ガセットすみ肉角回し溶接試験片に対し、アスペクト比変化を実験的に調査した。
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