| 研究課題/領域番号 |
61460157
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| 研究機関 | 武蔵工業大学 |
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研究代表者 |
西脇 威夫 武蔵工大, 工学部, 教授 (60061462)
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| 研究分担者 |
皆川 勝 武蔵工業大学, 工学部, 助手 (50147899)
増田 陳紀 武蔵工業大学, 工学部, 助教授 (00016700)
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| キーワード | はり / はり-柱 / 鋼 / 弾塑性 / 繰り返し荷重 / 負荷履歴 / ひずみ硬化 / 接線剛性法 |
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| 研究概要 |
研究代表者らは、き裂解析や局部座屈解析などの局部的な応力解析に際して必要となる、金属材料の繰り返し塑性のための構成モデルをすでに提案した。 本研究では、研究代表者らが提案した繰り返し塑性モデルを用いて、圧延H型鋼はりの繰り返し荷重下での履歴曲げモーメント-曲率関係を推定する。推定結果は、著者らが実施した載荷試験によって得られた測定結果と比較される。解析方法としては、W.F.Chenらによって提案された接線剛性法(Tangential Stiffeness Method)を修正して用いた。接線剛性法においては、断面の接線剛性を評価しなければならないが、これには断面各部での接線係数を評価した上で、それを用いて断面に関して積分しなければならない。本研究では、断面を微小三角形要素に分割し、要素内の積分値を解析的に求め、これを全要素にわたって総和することによって断面の積分値を求めた。その際、要素内で接線係数は線形に変化するものと仮定した。また、本解析は非線形解析であるので、各増分段階においてNewton-Rapson法によって解を収束させた。材料特性および残留応力分布は、試験体およびそれから切り出されたJIS5号試験片による測定結果から決定した。対象とする負荷は、本年度はもっとも基本的な場合として強軸および弱軸回りの一軸曲げとした。この場合においても素材の履歴応力-ひずみ関係が精度良く推定されなければ、曲げモーメント-曲率関係が推定できないことは明らかである。
上述の方法によって計算された強軸回りの一軸曲げの場合の履歴曲げモーメント-曲率関係を実測値と比較し、良好な推定がなされていることが分かった。今後は、軸力のある場合も含めてより複雑な負荷履歴を受けるはりおよびはり-柱の変形特性を推定し、実測結果と比較する。それによって本計算法の妥当性を検証した後、より簡略な履歴曲げ-モーメント-軸力-曲率関係の推定法を構築する予定である。
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