| 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,破壊靱性が非常に低い材料の破壊靱性試験(深い切欠き・浅い切欠きの3点曲げ試験,両端貫通切欠き・中央貫通切欠き付きの引張試験)を行なった.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.これらの結果をワイブル応力による手法とT. L. Andersonらが提案したTSM(Toughness Scaling Model)による手法を用いて,塑性拘束と破壊靱性の関係の定量化を試みた.その結果,これらの手法により,塑性拘束の違い破壊靭性に及ぼす影響をうまく評価することができた.これは,より信頼性のある脆性破壊の予測方法の確立につながると考えられる.しかし,曲げ試験と引張試験で試験片の板厚に比較的大きな差があったため,板厚をパラメータとした追加実験の必要性が生じた.
また,これまで行なった実験では,材料靭性は比較的低い状態であったが,若干の延性亀裂の進展が見られた.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,延性亀裂の進展挙動の再現に必要となるR曲線(破壊の駆動力となるJ積分と延性亀裂進展量の関係)を作成した.さらに,Gurson modelを用いて,平面モデルの亀裂進展解析を試みた.この亀裂進展解析で実験を再現することにより,亀裂進展に伴う応力状態の変化を把握し,さらに,ワイブル応力やTSMによる手法に適用することで,より精度の高い脆性破壊発生の予測ができると考えられる.
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