| 研究概要 |
構造用鋼材は通常延性に富み、変形能に優れているが、地震荷重等の過大な負荷がかかり塑性ひずみを受ければ、靱性が低下することがある。阪神・淡路大震災で土木・建築鋼構造物の柱・梁部材に延性破壊または脆性破壊が生じたことが報告されているが、このような予ひずみの影響が指摘されている。そこで、本研究では予ひずみが鋼材の破壊強度にどのように関わっているのか、そのメカニズムを解明することと、その結果を実構造物に応用する場合の方法について検討を行っている。
初年度は予備的研究として、予ひずみ量と結晶の変形、微細割れの様相の関係をSEMあるいはレーザ顕微鏡で調べるとともに、平滑および円周切欠付き試験片における破壊挙動ならびに破面様相を微視的に検討した。前年度の結果から、as received状態では切欠の有無に関わらず延性破壊を呈する鋼材が、予ひずみ量が増すにつれて微小劈開が発生するようになり、さらに予ひずみが増せば全面劈開破壊するようになることが予想されたので、本年度は予ひずみ量を0%,10%,30%と3段階に、切欠半径を1mm,2mm,5mm,平滑と系統的に変えた丸棒試験片を作成して破壊挙動を調べた。これらの結果から予ひずみ量と切欠半径をパラメータとして、劈開が発生する範囲が把握できた。劈開がどのような状態で発生するのか、その発生点を押さえるため試験片にAEセンサーを装着して信号をとらえ、そこで試験を中断して試験片を疲労破壊させ、破面を顕微鏡で観察して劈開の状態を調べた。3軸応力度と相当塑性ひずみの関係をFEMにより解析し、破壊挙動を巨視的に整理することも行った。
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