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2007 年度 実績報告書

複合荷重下での大規模延性破壊シミュレーションシステムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 19560100
研究機関東京理科大学

研究代表者

菊池 正紀  東京理科大学, 理工学部, 教授 (90107540)

キーワード機械材料・材料力学 / 金属物性 / 計算機システム / 構造・機能材料 / 破壊力学
研究概要

(1)A533B鋼を用いて混合モード負荷下での延性破壊試験を実施した。混合モード比が増大するにつれてき裂の進展方向が変化した。また試験片の厚さが大きい場合、試験片内部と表面ではき裂進展方向が異なることが明らかとなった。
(2)延性破面を走査型電子顕微鏡により詳細に観察した。ディンプルの径を測定し、混合モード比が大きくなるとディンプル径が小さくなることを見出した。またシャリップ領域には多数の小さなディンプルが観察された。これにより、シャリップ領域も含めて、延性破壊にはボイドの形成と成長が主要な役割を果たしていることが明らかとなった。
(3)そこでボイドの発生と成長・合体を考慮できるGursonの構成方程式を用いてこの問題の数値解析を試みた。従来から広く用いられている塑性ひずみ支配でのボイド発生モデルを用いたところ、試験片内部でのき裂進展方向が実験と全く異なるものとなることが分かった。これは本研究で始めて明らかとなった事実である。
(4)その原因を考察するために、ボイド発生モデルの全面的見直しを開始した。これは次年度以降の本研究の重要課題である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2007

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Application of s-Version Finite Element Method to Two-Dimensional Fracture Mechanics Problems2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Okada, Sayaka Endo, Masanori Kikuchi
    • 雑誌名

      Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering 1巻

      ページ: 699-710

    • 査読あり
  • [雑誌論文] シャリップ破壊も含めた延性破壊過程の研究2007

    • 著者名/発表者名
      菊池 正紀, 山王丸 将吾
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集A編 73巻

      ページ: 934-941

    • 査読あり
  • [学会発表] Fatigue crack growth simulation under mixed mode loading condition using S-FEM2007

    • 著者名/発表者名
      Masanori Kikuchi, Yoshitaka Wada, Masafumi Takahashi
    • 学会等名
      APCOM'07-EPMESC XI
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 年月日
      2007-12-06
  • [学会発表] 混合モード負荷下における延性破壊構築の研究2007

    • 著者名/発表者名
      菊池 正紀, 山王丸 将吾
    • 学会等名
      日本機械学会材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所
    • 年月日
      2007-10-25
  • [学会発表] 重合メッシュ法を用いた2次元疲労き裂進展シミュレーション2007

    • 著者名/発表者名
      菊池 正紀, 高橋 真史
    • 学会等名
      日本機械学会材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所
    • 年月日
      2007-10-25

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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