| 研究概要 |
本研究では,塑性拘束および延性亀裂進展が脆性破壊の発生に及ぼす影響を明らかにし,脆性破壊の発生を精度良く予測することを目的としている.そのため,本年度は,塑性拘束の度合いが脆性破壊の発生にどのような影響を及ぼすのかを調べるため,破壊靱性試験(深い切欠きの3点曲げ試験,浅い切欠きの3点曲げ試験,両端貫通切欠き付の引張試験)を行なった.その結果,破壊靱性は,深い切欠きの3点曲げ試験片が一番小さく,浅い切欠きの3点曲げ試験片と両端貫通切欠き付の引張試験片が同程度であることが分かった.その上で,有限要素解析により実験を再現し,各試験片の亀裂先端の応力状態を調べた.その結果,深い切欠きの3点曲げ試験片の塑性拘束が一番高く,浅い切欠きの3点曲げ試験片と両端貫通切欠き試験片が同程度であり,塑性拘束が高い場合,破壊靱性が小さくなり脆性破壊を生じやすいことが確認できた.これらの結果をT.L.Andersonらの手法を用いて,塑性拘束と破壊靱性の関係の定量化を試みた.その結果,T.L.Andersonらの手法により,塑性拘束が弱い浅い切欠きや両端貫通切欠きの試験片の破壊靭性を深い切欠きの試験片から推定することができた.当然バラツキはあるが,これは脆性破壊を精度良く予測できることを示唆するものである.また,今回行なった実験では,材料靭性は比較的低い状態であり,若干の延性亀裂の進展が見られた.そのため,破壊靱性のバラツキも生じていた.これらの延性亀裂進展量もマイクロスコープを用いて計測した.これの延性亀裂進展量と有限要素解析から求めた各試験片の破壊時のJ積分との関係も確認した.
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