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(1)拘束効果の実験的検討 原子炉圧力容器用鋼A533B鋼を試験片として、き裂を導入し、き裂先端の拘束条件を変化させて破壊試験を行った。破面の凹凸、ミクロなボイド径等に拘束条件の影響が明確に認められた。破面の三次元画像解析システムを作成し、これらのパラメータを測定した。
(2)SiC粒子分散強化アルミニウム合金を用いて、ノッチ付き試験片を作成し、破壊試験を行った。ノッチ底の曲率半径を変化させることで試験片内部の応力三軸度を変化させた。破面のボイド形状を調べ、応力三軸度が増加するに連れてボイドの形状がより偏平になることを見出した。また破壊時のボイド率も変化することが分かった。しかしこの変化は複雑で、応力三軸度との対応関係の究明は次年度の課題である。
(3)Gursonの構成方程式を用いた有限要素法による数値解析を行った。き裂先端の拘束条件を変化させて二次元問題として破壊解析を行った。破壊条件としては実験的に測定した破壊時のボイド率を用いた。その結果、拘束条件の変化とともに破壊面の凹凸が変化する点で、実験と定性的に一致する解を得た。
(4)応力三軸度を変化させて軸対称試験片の有限要素法により破壊解析を行った。応力-ひずみ関係を実験と比較すると、応力三軸度の増加に連れて、最大応力が減少し、破断ひずみが増加する結果となり、これは実験と定性的に一致することが確認された。
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