| 研究課題/領域番号 |
17K14714
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
田村 洋 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 助教 (10636434)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 延性亀裂 / 極低サイクル疲労亀裂 / 鋼構造物 / 耐震設計 |
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| 研究実績の概要 |
平成29年度は，微視的形成過程を考慮した地震時の鋼材における表面亀裂発生過程を載荷実験により検討した．実験パラメータは，初期表面状態，鋼種，ひずみ履歴とし，初期表面状態としては鏡面仕上げにより粗度を可能な限り小さくした状態と橋梁の塗装時を想定したブラストの状態を，鋼種としては構造用鋼材のSM400とSM570を，ひずみ履歴としても複数を検討した．ひずみ履歴に関しては，評価部に実際に発生するひずみ履歴をひずみゲージにより追跡することが困難であるため，変形状態から評価部の平均ひずみを推定することとした．計測の結果，計測をさらに高精度で実施する必要性が明らかとなったため，可動テーブルを用いた計測手法を採用することとした．可動テーブルに表面計測デバイスを載せ安定化させた計測速度で表面形状をより密に評価できることとなった．また，繰返し載荷の最初の載荷時においてリューダース帯が形成されることで，表面に計測可能なレベルでパターンが発現することを明らかにできた．
29年度は実験以外に，当初計画では30年度に実施する予定であった汎用解析ソフトウェアを基盤とした分岐解析に着手した．第1歩の取り組みとして共軸型の構成則を対象に解析ソフトウェアの解析結果から分岐点を評価する仕組みを確立できた．対象は平面ひずみ問題に限られるが，汎用解析ソフトウェアAbaqusによって得られる要素節点の変位と積分点における応力テンソルの各成分の出力値から，単純な問題に対して分岐モードも得られるようになり表面亀裂形成シミュレーションへ一歩前進したが，上記実験結果の再現までには至っていない．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
亀裂形成過程を検討するにあたって，29年度は拘束状態をパラメータとすることができなかった．また，計測の精度を高めて一部実験を再実施したいと考えている．一方，当初計画では30年度の検討項目であった表面亀裂形成シミュレーションの開発に着手したが，30年度に実施すべき課題を多く残している．以上より，29年度の進捗状況としてはやや遅れていると判断した．
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| 今後の研究の推進方策 |
課題の目的を，これまでのものよりも予測精度の高い表面亀裂発生限界予測式を提案することとしていることを念頭に，そこまで達成できるよう評価パラメータを再点検したいと考えている．例えば，29年度の実験結果から微視的亀裂形成過程に大きく影響を及ぼす可能性のあるパラメータがある程度絞れてきているため，影響度が低いと考えられる評価パラメータについては対象から外し，数を減らすことも考えている．一方，繰返し変形下における亀裂形成過程に及ぼす塑性ひずみ振幅の影響が単純ではないことが確認されたため，その点については当初の実験計画よりも詳しく，パターンを増やして検討したいと考えている．表面亀裂形成シミュレーションについては，30年度において予定通り開発を行う考えである．
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