材料の繰返し負荷特性を考慮した疲労寿命推定システムの構築に関する研究

考虑材料重复载荷特性的疲劳寿命估算系统构建研究

基本信息

批准号：
18760620
负责人：
堤成一郎
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

材料を疲労破壊へと導くき裂の発生・成長と巨視的弾性域での繰返し負荷に伴うPSBなどの微視すべりの発生・成長は密接な関係がある.各種構造物の疲労設計や余寿命を評価するためには,これら疲労発生のメカニズムを解明するとともに適切にモデル化する必要がある.さらに得られた構成式を有限要素法に導入することにより,巨視的弾性条件下の繰返し負荷に伴う塑性変形の発生・成長シミュレーションが可能になるなど,変形解析の高精度化も期待される.そこで本研究では,降伏応力を超える繰返し負荷時に限定されず,降伏応力よりも小さく,巨視的には弾性域とみなされる低応力の繰返しに伴って発生・成長する塑性挙動を含む一般の繰返し弾塑性変形を対象として,現象論的な枠組みにおける構成式の提案を目的とした.なお,材料の弾塑性構成式に関する従来の研究では,単調増大負荷もしくは降伏応力を超える応力が繰返し作用する際に大きな塑性ひずみを伴って進行するラチェッティング現象やヒステリシス・ループを記述するものが主流であった.まず,建築構造用圧延鋼材であるSN490Bを供試材料として,一定両振り繰返し負荷に対する材料応答を取得し,下負荷面の概念を導入した非古典弾塑性構成式に弾性境界面および損傷関数を導入した新たなモデルとの応答特性との照査を行ってモデルの妥当性を検証した.

导致材料疲劳破坏的裂纹的发生和扩展与宏观弹性范围内重复加载导致的PSB等微观滑移的发生和扩展有着密切的关系。各种结构的疲劳设计和剩余寿命为了对此进行评估，有必要阐明这些疲劳发生的机制并对其进行适当的建模。此外，将获得的本构方程应用于有限元方法。通过引入这一点，预计将提高变形分析的准确性，例如可以模拟宏观弹性条件下重复载荷引起的塑性变形的发生和增长。因此，在本研究中，我们将研究超过屈服应力的重复载荷的影响，它随着重复的低应力而发生和增长，该应力小于屈服应力，宏观上被认为是弹性区域，与时间无关。本研究的目的是在唯象框架中提出一般循环弹塑性变形（包括塑性行为）的本构方程。此外，在之前对材料弹塑性本构方程的研究中，单调增加载荷或屈服应力当应力超过规定值时，塑性应变较大时会出现棘轮现象和滞后现象主流是通过与弹塑性本构方程中引入弹性界面和损伤函数的新模型比较响应特性来验证模型的有效性。