ひずみゲージを用いた磁気弾性応力拡大係数の解析方法

利用应变片的磁弹性应力强度因子分析方法

基本信息

  • 批准号:
    09750091
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.34万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
  • 财政年份:
    1997
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1997 至 1998
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究は、強磁場利用機器の設計・安全性評価に資することを目的に、ひずみゲージを用いた磁気弾性応力拡大係数の解析方法を提案し、応力拡大係数に及ぼす磁場の影響解明に関する理論的・実験的研究を行ったものである。昨年度の検討結果を踏まえて得られた成果を要約すると以下の通りである。1. 磁場内における最適変位・ひずみ計測法を、検討した上で、フェライト系ステンレス鋼SUS430平板の曲げ試験を行い、磁気弾性相互干渉に及ぼす試験片長さ、厚さ及び幅の影響を明らかにした。また、軟磁性はり板の磁気弾性曲げ解析を行い、理論解析結果と実験結果を比較して理論の妥当性を検証した。2. 磁場内におけるき裂を有する両端固定平板が試験片中央部に線状荷重を受ける場合の曲げ試験を行い、き裂先端近傍のひずみ分布計測法を、検討した。ひずみゲージは、磁気弾性応力拡大係数評価のため最適である単軸5連式ゲージを用いた。また、ゲージ設置位置は、き裂面に対して垂直方向に2mm間隔とし、この場合が最適であった。3. SUS430(比透磁率122.9)及びオーステナイト系ステンレス鋼SUS316電子ビーム溶接材(フェライト含有量2.58%、比透磁率3.906)を対象に、平板表面に垂直な一様磁場内における貫通き裂(片側・両側縁き裂、中央き裂)を有する両端固定平板が試験片中央部に線状荷重を受ける場合の曲げ試験を行った。また、計測したき裂先端近傍のひずみ分布より、外挿法を用いて磁気弾性応力拡大係数を算出した。SUS430の場合、応力拡大係数は、磁場の増大に伴い増大し、き裂長さと試験片厚さの比及び試験片長さと厚さの比が大きいほど顕著な磁場の影響を受ける。また、理論解析と実験では負荷条件等に違いがあるものの、応力拡大係数に及ぼす磁場の影響は、同一の傾向を示した。SUS316電子ビーム溶接材の場合についても同様な検討を行ったが、応力拡大係数に及ぼす磁場の影響は、ほとんど認められなかった。
本研究提出了一种使用应变片分析磁弹性应力强度因子的方法,旨在为利用强磁场的设备的设计和安全评估做出贡献。 ・进行了实验研究。以下是根据去年的研究结果得出的结果总结。 1. 在研究了磁场中测量位移和应变的最佳方法后,我们对铁素体不锈钢SUS430平板进行了弯曲试验,并阐明了样品长度、厚度和宽度对磁弹性相互干扰的影响。此外,对软磁梁板进行了磁致弹性弯曲分析,通过理论分析结果与实验结果的对比验证了理论的有效性。 2.我们进行了弯曲试验,其中在磁场中固定两端有裂纹的平板,在样品中心施加线性载荷,并研究了测量裂纹尖端附近应变分布的方法。使用的应变片是单轴五应变片,最适合评估磁弹性应力强度因子。另外,在垂直于裂纹表面的方向上以2mm的间隔安装量规,这是最佳的。 3.贯穿裂纹(单面) 进行弯曲试验,将两端固定有两侧裂纹、中央有裂纹的平板在试样中心施加线性载荷。此外,使用外推法根据测量的裂纹尖端附近的应变分布计算磁致弹性应力强度因子。对于SUS430,应力强度因子随着磁场的增大而增大,裂纹长度与试件厚度的比值越大、试件长度与厚度的比值越大,应力强度因子受磁场影响越大。磁场。此外,虽然理论分析与实验加载条件存在差异,但磁场对应力强度因子的影响表现出相同的趋势。对SUS316电子束焊接材料进行了类似的研究,但几乎没有观察到磁场对应力强度因子的影响。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Y.Shindo: "Scattering of Flexural Waves by a Through Crack in a Soft Ferromagnetic Plate in a Uniform Magnetic Field" Theoretical and Applied Mechanics. 47. 135-146 (1998)
Y.Shindo:“均匀磁场中软铁磁板中的贯穿裂纹引起的弯曲波散射”理论与应用力学。
  • DOI:
  • 发表时间:
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
堀口 勝三: "インコネル625系溶加材を用いたCSUS-JN1極厚鍛造材溶接部の極低温破壊靱性および断熱発熱" 日本機械学会論文集,A編. 64-620. 904-911 (1998)
Katsuzo Horiguchi:“使用 Inconel 625 填充金属的 CSUS-JN1 超厚锻造焊缝的低温断裂韧性和绝热发热”,日本机械工程师学会汇刊,A 版 64-620(1998 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Y. Shindo: "Scattering of Flexural Waves by a Through Crack in a Soft Ferromagnetic Plate in a Uniform Magnetic Field" Japan NCTAN, 1998. preprint. 137 (1998)
Y. Shindo:“均匀磁场中软铁磁板中的贯穿裂纹引起的弯曲波的散射”日本 NCTAN,1998 年。预印本。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
堀口 勝三: "磁場内におけるき裂を有する強磁性平板の曲げ試験とひずみゲージ法による曲げモーメント拡大係数評価" 第28回安全工学シンポジウム講演予稿集. 237-240 (1998)
Katsuzo Horiguchi:“磁场中裂纹铁磁平板的弯曲试验和使用应变计法评估弯矩放大系数”第28届安全工程研讨会论文集237-240(1998)。
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
堀口 勝三: "有限要素法および切欠き引張試験による構造材料の極低温破壊靱性評価" 第59回1998年度秋季低温工学・超電導学会講演概要集. 67 (1998)
Katsuzo Horiguchi:“通过有限元法和缺口拉伸试验评估结构材料的低温断裂韧性”,1998 年第 59 届秋季低温工程和超导学会会议摘要 67(1998 年)。
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    $ 1.34万
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