| 研究概要 |
本研究は連続体力学を基礎とした従来の弾塑性破壊力学の抱える諸問題を破壊形態に応じた破壊過程の微視的尺度での定式化を通して顕在化させ,材料及び破壊形態に応じた形での新しい破壊力学の構築を目的としている.今年度は鉄鋼材料のへき開型脆性破壊を対象に,これまでに実験的に検証してきたWibull型の破壊条件をき裂材に適用し,へき開型破壊靱性の定式化を試みるとともに,実用鉄鋼材料の破壊靱性評価に際してのJ積分,CTODなどの弾塑性破壊力学パラメータの適用限界,試験片寸法要件などについて実験的,解析的に検討した.
破壊靱性の定式化に関しては,従来の蓄積データに加えて数種の鋼について切欠き丸棒引張り試験,CT試験による破壊靱性試験を実施し,Weibull型の確率論的応力条件をへき開破壊の条件として解析的に予測されるへき開破壊応力と破壊靱性との相関関係を検証した.その結果,鉄鋼材料のへき開型破壊靱性は材料定数であるWeibullへき開破壊応力と降伏応力に強く依存し,ひずみ硬化特性などに弱く依存する関数として定式化できることを示した.破壊靱性の温度依存性は主として降伏応力の温度依存性に起因し,冷間加工や中性子照射による脆化の主因も降伏点の上昇によるものであることを明らかにした.破壊靱性試験に関しては,Weibull型の破壊条件を持ち込んだ解析により,破壊靱性に及ぼす試験片の拘束度の影響,降伏規模の影響が現在,ASTMによって提案されているへき開破壊靱性に対するものと若干異なること,J積分,CTODの適用限界,すなわちvalidな靱性値を求めるための試験片条件が現行規格では過度に厳しく,高靱性材料では大幅に緩和できることを示し,新しい試験片要件と複数パラメータ破壊力学の提案を行った.
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