界面による拘束を受ける非物質材の弾塑性破壊挙動の研究

界面约束非材料弹塑性断裂行为研究

基本信息

批准号：
07650117
负责人：
菊池正紀
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07650117/
关键词：
界面非均質材弾塑性破壊 J積分 Qファクタ応力三軸度

项目摘要

1.A508鋼とInCOLOY275を圧接した材料を用いて疲労破壊試験、延性破壊試験を実施した。き裂と界面との位置を相対的に変化させ、き裂進展に及ぼす界面の影響を実験的に検討し、ついで有限要素法解析により力学的環境を調べ、実験との比較を行った。2.疲労試験では、界面の存在により表面近傍でのき裂進展が促進されることが実験的に確かめられた。三次元有限要素法によりJ積分をパラメータとしてき裂進展を模擬したところ、表面でのき裂進展が優先し、実験と一致した。すなわちこの材料では界面の効果は材料の機械的性質の違いによるものが大きいことが明らかとなった。3.延性破壊試験においては、A508鋼側からInoloy側へのき裂進展は界面を超えてディンプル破壊が進むこと、また逆の場合は界面割れが起こりIncoloyからA508鋼側へはディンプル破壊が進行しないこと、等が明らかとなった。三次元有限要素法によりき裂先端での応力三軸度、さらにQファクタを調べたところ、それらの分布はこうした破壊挙動を定性的に説明できるものとなっていることが確かめられた。すなわち、均質材で提唱されたこうした力学パラメータがこの非均質材の破壊挙動でも有効なものであることが明らかとなった。さらにボイドの挙動をシミュレーションするためにGursonのモデルに基づく有限要素法解析を実施した。ここでもボイドの挙動は実験結果と良く対応した。4.以上を通じて、界面のき裂進展に及ぼす影響について、J積分、Qファクタ、応力三軸度、ボイド率等のパラメータが有効であることが明らかとなった。

1.采用A508钢和InCOLOY275焊接在一起进行疲劳断裂试验和延性断裂试验。通过改变裂纹与界面的相对位置，实验研究界面对裂纹扩展的影响，然后利用有限元分析研究其力学环境，并与实验进行比较。 2、在疲劳试验中，实验证实界面的存在促进了表面附近的裂纹扩展。采用三维有限元法以J积分为参数模拟裂纹扩展时，优先考虑表面裂纹扩展，与实验结果一致。换句话说，已经清楚的是，在这种材料中，界面效应很大程度上是由于材料机械性能的差异造成的。 3、在延性断裂试验中，当裂纹从A508钢侧向Inoloy侧扩展时，韧窝断裂进展到界面之外，反之则发生界面裂纹，韧窝断裂从Incoloy侧进展到A508钢侧很明显，他们不会。当使用三维有限元方法研究裂纹尖端的应力三轴性和Q因子时，证实它们的分布可以定性地解释这种断裂行为。换句话说，很明显，针对均质材料提出的力学参数对于非均质材料的断裂行为也有效。此外，还进行了基于 Gurson 模型的有限元分析来模拟空隙的行为。同样，空洞行为与实验结果非常吻合。 4.通过上述分析，可以清楚地看出，J 积分、Q 因子、应力三轴度和空隙率等参数对影响界面裂纹扩展是有效的。