1998 Fiscal Year Annual Research Report
損傷・破壊過程の計算機シミュレーションに関する基礎的研究
Project/Area Number |
10650082
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Research Institution | Nagoya University |
Principal Investigator |
村上 澄男 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10023053)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河井 昌道 筑波大学, 構造工学系, 助教授 (90169673)
金川 靖 高知大学, 農学部, 教授 (90023481)
水野 衛 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (70239250)
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Keywords | 損傷 / 破壊 / き裂 / シミュレーション / 損傷力学 / 有限要素法 / 要素依存症 / 応力特異性 |
Research Abstract |
本研究は,損傷力学と有限要素法に基づく損傷・破壊シミュレーション法を工学的破壊解析法として完成させるため,き裂の数理的モデル化,有限要素依存性の本質的要因の解明,要素非依存な解析方法を確立するための基礎的問題について検討することを目的とする. 平成10年度は,この問題を実験的ならびに理論的に研究し,以下のような成果を得た. 1) 損傷・破壊シミュレーションにおける有限要素依存の一つの大きな要因としてのき裂先端の応力特異性を明らかにするため,モードIき裂先端の応力特異性に対するき裂先端損傷場の影響を解析した.このとき,厳密な解析解を求めることは困難であるので,き裂先端に半円状の損傷場を仮定して,半逆解法を用いた.解析の結果,非線形材料に対するHRR特異性は損傷場によって非特異となりうろことを明らかにした. 2) クリープき裂の数理的モデル化の検討を行うため,250℃無酸素鋼平板中のモードIクリープき裂先端近傍の粒界き裂分布を顕微鏡観察し,これらのき裂密度場を同定した.この結果,定常進展するモードIき裂先端の損傷場の等高線は,き裂前方向には半だ円状であり,その後方はき裂面に平行となり,l)の半逆解法において仮定した損傷場が十分な精度で妥当であることを確かめた. 3) 従来の研究ならびに2)の観察によれば,クリープき裂は粒界微小き裂が合体して不規則な発達をすることが確かめられている.このようなクリープき裂過程の確率的特性をモデル化する方法として,有限要素法の各要素における損傷変数の臨界値を正規分布させた解析を行い,実験結果がよくシミュレートできることを示した.
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Research Products
(6 results)
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[Publications] 平野敏行: "モードIIIクリープき裂の定常進展における損傷場と応力特異性" 日本機械学会論文集 A編. 65. (印刷中) (1999)
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[Publications] 古嶋洋一: "モードIクリープき裂観察による損傷分布の同定" 日本機械学会東海支部第48期総会講演会講演論文集. 993-1. 363-364 (1999)
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[Publications] 中山景太: "微視的構造の不規則性を考慮したクリープき裂シミュレーション" 日本機械学会東海支部第48期総会講演会講演論文集. 993-1. 385-386 (1999)
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[Publications] Y.Liu: "Coupled Damage and Stress Field of Creep Crack Under Steady State Growth" Proceedings of the 8th International Conference on Mechanical Behavior of Materials. (掲載予定). (1999)
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[Publications] M.Mizuno: "Influence of Damage Field on Asymptotic Stress Field of a Creep Crack" Transactions of the 15th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology. (掲載予定). (1999)
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[Publications] 河井昌道: "損傷の履歴依存症と連成を考慮した非弾性構成モデル" 日本機械学会論文集 A編. (印刷中). (1999)