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溶接・接合材が繰り返し予ひずみを受けた場合には、き裂状欠陥あるいは接合部のはく離等の発生することが考えられる。とくに、異種材の接合体を用いて製作されている化学装置や原子炉圧力容器等の破壊は重大事故につながる。
本研究では、溶接・接合材の例として、異材の爆発圧接材を取り上げた。この材が繰り返し予ひずみを受けて、使用中劣化を生じた場合の欠陥としては、不均質境界面に垂直方向の表面き裂が多いと考えられる。そこで、まず、接合境界面近傍にそれと垂直なき裂を生じた場合を想定した。異材接合体のき裂先端応力場や応力拡大係数は、有限要素法等の数値解析によっても求めることはできるが、異材接合に伴う種々の影響因子を考慮するのにかなりの困難を伴う。もし、異材接合体におけるき裂先端応力場や応力拡大係数を非破壊的な実験により得ることができれば、工学上極めて有用である。本研究では、まず、き裂先端応力場、応力拡大係数、き裂開口変位および破壊強度に及ぼす異材接合の影響について実験と解析により明らかにし、さらに、破壊強度が破壊力学の概念により説明できることを示した。
繰返し予ひずみを受けた場合の欠陥としては、表面き裂のほかに、接合面においては接合不良部を起点として、あるいは異種材の変形能の差のためにはく離状の欠陥が発生することが考えられる。本研究では、次に、このような状況を二次元的に模式化し、片側き裂前方にこれと垂直方向のはく離状欠陥が存在する場合を取り上げ、き裂近傍の応力・変形挙動や破壊強度を検討して、二、三の知見を得た。
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