| 研究概要 |
本研究は,任意の応力/ひずみ経路のもとで,円管材が破断するまで,連続して応力-ひずみ曲線を測定することができるサーボ制御2軸応力試験機を開発することを目的とする.
円周方向ひずみの測定方法は,試験片の長手方向の中心位置において,3本の変位計(d_1,d_2,d_3)を円周方向に120°ごとに配置し,それらの変位量の平均値dから円管外径を算定して,円周方向ひずみを算定した.管軸方向のバルジ曲率半径の測定方法は,試験片の中心軸を通る平面上に13mm間隔で3本の変位計(s_1,d_2,s_2)を配置し,両端の変位計(s_1,s_2)の変位量の平均値sとdの差からR_φを算定した.軸方向ひずみε_φの測定には,塑性域ゲージ(東京測器研究所製YFLA-2)を使用した(現在,大変形にも対応できるひずみ計を開発中である).管が軸対称的にバルジ変形しかつ軸方向に左右対称に変形すると仮定し,直径D,円周方向ひずみε_θおよび軸方向曲率半径R_φを算定した.
供試材として,板厚0.5mmの純チタン(JIS1種)板を巻いて製作された外径62.5mmの円管試験片を使用した.円管試験片の円周方向が素板の圧延方向および圧延直角方向に一致するように,2種類の円管試験片を製作した.実験は全て円周方向を最大主応力方向にして行った.
本研究の結果,以下の知見を得た.
1.任意の線形応力/ひずみ経路のもとで,円管材が破断するまで,連続して応力-ひずみ曲線を測定することができるサーボ制御2軸応力試験機の開発に成功した.このような性能を有する板材用材料試験機は世界初である.
2.1の試験機を用いて純チタン板の大ひずみ域における異方硬化挙動を世界で始めて実測することに成功した.
3.本研究により,板材の任意の線形応力/ひずみ経路における塑性変形挙動を実測することが出来る,実験塑性力学の研究基盤を構築することに成功した.
4.大変形用管軸方向伸び計の開発が今後の課題である.
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