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冷間成形角形鋼管柱の柱梁接合部での柱の破断を防止するためには、健全な溶接が不可避である。このための溶接設計には、柱梁接合部近傍の柱の応力履歴、応力分布を正しく把握する必要がある。ところで、冷間成形角形鋼管は、断面内の各部で機械的性質が異なり、計測したひずみ履歴から応力履歴を正しく把握することには困難が多い。そこで、基礎的研究であることに鑑み、昨年度は溶接組立て後に焼準した試験体を用いて繰返し曲げ試験を行った。この実験結果を検討したところ、ひずみゲージの貼付位置などに問題があることが判明した。そのため、今年度は、昨年度と同一の試験体を作成し、よりダイヤフラムに近い位置に単軸と三軸の塑性ゲージを貼付して計測を行った。この実験結果は、完全弾塑性体の仮定とロイスの方程式を用いて分析する予定である。
一方、有限要素法による解析も試みた。この解析では、筆者等が過去に行った同様な実験での試験体をモデル化した。材料特性は、応力-ひずみ曲線にバイリニヤー型を仮定し、塑性流れ法則と等方硬化則を用いた。なお、局部座屈は発生しないものとしている。このことは、局部座屈による応力の乱れを取り除き、純粋にダイヤフラムによる拘束効果を検討しようとしたためである。解析の結果、ひずみ履歴、応力履歴には、鋼管の角部と平板部で明らかに相違が見られ、また、ダイヤフラムから数センチメートルの範囲では拘束効果が見られている。なお、鋼管の表面では、板厚方向の応力がゼロであることから三軸応力度は小さく、溶接設計に資することのできる応力履歴を得るためには、断面内部の詳細な応力履歴の把握が重要である。鋼管の表面での挙動の整合性を実験と解析で検討し、その上での解析が重要と考えるに至っている。
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