| 研究概要 |
シャルピー衝撃試験片と実大鉄骨部材の破面を比較したところ,両者は寸法や載荷速度,破壊起点のノッチ形状が異なるにもかかわらず,極めて類似した破面形態を呈することが破面解析により判明した。つまり,両者ともに破壊のプロセスがひずみ集中部における延性き裂の発生,成長,脆性破壊への転化という3段階の共通の現象から構成されている。しかも,同じ鋼材の場合には,延性ディンプル破面と脆性リバー破面それぞれについてシャルピー試験片と実大部材はほぼ同じ起伏形状になっていることがレーザー顕微鏡による表面形状測定により確認された。
このような破面形成のプロセスと破面形態に関するシャルピー試験片と実大部材の類似性は,シャルピー試験結果が実構造物の破壊性能の評価に直接利用できる合理的な根拠を与えるものと考えられる。従来から,シャルピー衝撃試験と実大鉄骨の破壊現象には,載荷速度,サイズ,切欠き形状,応力-ひずみ状態に大きな隔たりがあるので,シャルピー試験結果から実大構造物の破壊性能を評価することには無理があるという否定的な見解が破壊力学の分野で定着していたが,今回の研究により,両者を合理的に結び付ける可能性が見い出されたと言える。
今後,工業的に普及しているシャルピー衝撃試験のデータを用いて鉄骨部材の脆性破断現象を定量的に評価するためには,シャルピー衝撃試験から得られる吸収エネルギーや脆性破面率が実大構造物の破断変形能力とどのような関係があるかについて実証的に調査する必要がある。
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