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2019 年度 実施状況報告書

低サイクル疲労に起因する溶接鋼部材の延性破壊メカニズムの解明に関する基礎的研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K04333
研究機関名城大学

研究代表者

葛 漢彬  名城大学, 理工学部, 教授 (90262873)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード延性破壊 / 高応力三軸度 / 低応力三軸度 / 低サイクル疲労
研究実績の概要

本年度は,まず,低応力三軸度下における鋼材の延性破壊メカニズムを明らかにするために,せん断応力と引張応力の組み合わせによる複合応力状態下での破壊が生じる試験片を考案し,実験的および解析的検討を行うことで,新たな延性破壊条件(N-VGモデル)を構築し,その妥当性を示した.その結果,既往の延性破壊条件(VGモデル)を用いた場合,低応力三軸度範囲の破壊挙動および荷重-変位関係を精度良く評価できないことを確認した.新しい延性破壊条件(N-VGモデル)を用いた解析では,比較的良い精度の解析結果が得られた.
次に,繰り返し軸力と曲げを受ける鋼材の延性破壊挙動に関する実験データの蓄積と提案した延性破壊モデルの適用性の範囲拡大を目的とし,新たに繰り返し軸力と曲げを同時に受ける鋼材試験体を考案し製作した.そして,実験的および解析的検討を行い,実験結果と解析結果を比較することで,延性破壊モデルの適用性を検証した.その結果,新たな荷重条件下である繰り返し軸力と曲げを同時に受ける鋼材の延性き裂発生から破断までの挙動に関する実験データを蓄積することができた.また,本解析手法の妥当性,また延性破壊モデルの新たな荷重条件下における適用性を確認することができた.
さらに,実際の構造物,特に橋脚においては補剛断面がほとんどと考えられ,実用的な照査法を確立するには,補剛断面に対する検討をより詳しく行う必要がある.そこで本研究では,鋼製補剛箱形断面橋脚を対象に,ひずみ集中補正係数について再検討し,beam 解析を用いた照査法の適用範囲の明確化と拡大をはかる.まず,補剛箱形断面に対してbeam 解析およびshell 解析を実施し,幅厚比パラメータ,細長比パラメータ,板厚がひずみ集中補正係数に及ぼす影響を検討した.さらに,補剛箱形断面に適用可能なひずみ集中補正係数の一般式の提案を行った.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

交付申請書に記載した「研究目的」、「研究実施計画」の通り、実験と解析を行い、その成果を国内外の学術誌に公開している。

今後の研究の推進方策

交付申請書に記載した「研究目的」、「研究実施計画」の通り、実験と解析の両面から継続的に検討していく。

次年度使用額が生じた理由

試験体の一部は鋼材の入手に時間がかかったため、2020年4月末の納品になったからである.

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 5件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] 同済大学/華南理工大学/瀋陽建築大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      同済大学/華南理工大学/瀋陽建築大学
  • [雑誌論文] 繰り返し曲げを受ける鋼部材の延性破壊メカニズムに関する実験的研究2020

    • 著者名/発表者名
      吉田聡一郎,藤江 渉,賈 良玖,葛 漢彬
    • 雑誌名

      鋼構造論文集

      巻: 27-105 ページ: 1-11

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 低応力三軸度下における鋼材の延性破壊条件の予測精度の向上に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      劉 厳,葛 漢彬,康 瀾
    • 雑誌名

      土木学会論文集A1(構造・地震工学)

      巻: 75-4 ページ: 333-344

    • DOI

      https://doi.org/10.2208/jscejseee.75.I_333

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 繰り返し軸力と曲げを受ける鋼部材の超低サイクル疲労挙動に関する基礎的研究2019

    • 著者名/発表者名
      吉田聡一郎,葛 漢彬,賈 良玖
    • 雑誌名

      土木学会論文集A1(構造・地震工学)

      巻: 75-4 ページ: 345-356

    • DOI

      https://doi.org/10.2208/jscejseee.75.I_345

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 鋼製補剛箱形断面橋脚の延性き裂照査法におけるひずみ集中補正係数に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      藤江 渉,田口実季,鈴木元哉,葛 漢彬
    • 雑誌名

      土木学会論文集A1(構造・地震工学)

      巻: 75-4 ページ: 109-122

    • DOI

      https://doi.org/10.2208/jscejseee.75.I_109

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experimental and Numerical Study on Ductile Fracture of Structural Steels under Different Stress States2019

    • 著者名/発表者名
      Liu, Y., Kang, L., and Ge, H.B.
    • 雑誌名

      Journal of Constructional Steel Research

      巻: 158 ページ: 381-404

    • DOI

      10.1016/j.jcsr.2019.04.001

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Dependency of Mesh Size and Loading History on Crack Propagation Energy of Cyclic Ductile Fracture Model2019

    • 著者名/発表者名
      Jia, L.J., Fujie, W., Ikai, T., Yoshida, S., and Ge, H.B.
    • 雑誌名

      Engineering Fracture Mechanics

      巻: 215 ページ: 117-137

    • DOI

      10.1016/j.engfracmech.2019.04.038

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 鋼製補剛箱形断面橋脚の延性き裂発生における簡易耐震照査法の精度向上に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      田口実季,藤江 渉,葛 漢彬
    • 学会等名
      土木学会第74回年次学術講演会
  • [学会発表] 延性破壊解析における損傷進展エネルギーの簡易算出法の一般性に関する一検討2019

    • 著者名/発表者名
      吉田聡一郎,葛 漢彬,藤江 渉
    • 学会等名
      土木学会第74回年次学術講演会
  • [学会発表] Lode 角の影響を考慮した構造用鋼の延性破壊の評価に関する解析的再検討2019

    • 著者名/発表者名
      劉 厳,葛 漢彬,吉田聡一郎
    • 学会等名
      土木学会第39回地震工学研究発表会
  • [学会発表] 鋼製補剛箱形断面橋脚の延性き裂照査法におけるひずみ集中補正係数の精度向上に関する再検討2019

    • 著者名/発表者名
      田口実季,藤江 渉,伊藤諒祐,葛 漢彬
    • 学会等名
      土木学会第39回地震工学研究発表会
  • [学会発表] JSCE Specification on Evaluation of Ductile Crack Initiation due to ELCF in Steel Bridge Structures2019

    • 著者名/発表者名
      Ge, H.B., Fujie, W., and Taguchi, M.
    • 学会等名
      International Conference in Commemoration of 20th Anniversary of the 1999 Chi-Chi Earthquake
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Basic Concept and New Research Progresses of Stain-based Seismic Performance Evaluation Method2019

    • 著者名/発表者名
      Ge, H.B.
    • 学会等名
      International Top-Level Forum on Engineering Science and Technology Development Strateg: Future Cities and Infrastructure
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Analysis of Mechanical Properties of a Steel Ring Restrainer2019

    • 著者名/発表者名
      Sun, J.B., Wang, Z.F., Xue, D.W., and Ge, H.B.
    • 学会等名
      12th Pacific Structural Steel Conference
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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