Non-destructive evaluation of 3D plastic strain and residual stress distributions induced by earthquakes using non-linear inverse analysis

使用非线性反演分析对地震引起的 3D 塑性应变和残余应力分布进行无损评估

• 批准号: 22K03831
• 负责人: 小川 雅
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kogakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03831/
• 关键词: 塑性ひずみ; 変位; 非破壊; 逆問題; 非線形; 残留応力; 地震

地震発生後、発電プラントの迅速な再稼働の可否の判断が求められる。本研究では、デジタルカメラを用いた画像相関法により非破壊計測した変位とX線回折法による表面ひずみから、それらの原因である３次元の塑性ひずみを逆問題解析により推定できるようにすることを目指す。ここで、地震荷重により生じる塑性変形は比較的大きくなることがあるため、その場合には発生する塑性ひずみと変位との関係が非線形になる。２０２２年度には、まず１回の外力によって塑性変形が発生する場合、その結果として発生する変位から逆問題解析により原因である塑性ひずみを正しく推定する方法について検証した。ここで、塑性ひずみと変位との関係が線形になる場合と非線形になる場合の２つについて、単純な３点曲げ解析により得られた塑性ひずみ分布を正解とし、その結果として生じる変位から逆問題解析を試みた。その結果、線形問題の場合には従来の一般的な逆解析手法により正しく推定できることを確認した。また、非線形の場合にも、提案する繰返し計算手法により正解の値へと収束した。次に、２回の外力の発生により塑性変形が生じる場合について検証する際、ソフトウェアの問題から、せん断成分の塑性ひずみを推定することができないため、本数値解析では、せん断成分の塑性ひずみが生じないように材料特性を設定した。ただし、この結果により生じた変位から塑性ひずみを逆解析する際、数値解析プログラムの問題で塑性ひずみと変位との関係行列を正しく得ることができていないことが明らかとなった。２０２３年度は、まずこのプログラムの問題を修正する必要がある。

地震发生后，必须决定是否能够迅速重启发电厂。在本研究中，我们的目标是通过使用数码相机的图像相关方法非破坏性地测量的位移和测量的表面应变，通过逆问题分析来估计作为位移原因的三维塑性应变。使用X射线衍射方法。这里，由于地震载荷引起的塑性变形可能相对较大，在这种情况下，产生的塑性应变和位移之间的关系变得非线性。 2022年度，我们首次验证了一种通过单一外力发生塑性变形时产生的位移进行逆问题分析，正确估计塑性应变原因的方法。这里，针对两种情况，塑性应变与位移的关系为线性的情况和非线性的情况，将通过简单的三点弯曲分析得到的塑性应变分布作为正确答案，反问题是根据产生的位移计算出来的。结果，我们证实，在线性问题的情况下，使用传统的通用逆分析方法可以实现准确的估计。此外，即使在非线性情况下，所提出的迭代计算方法也能收敛到正确的值。接下来，在考察由于两次外力出现而发生塑性变形的情况时，由于软件问题，无法估计剪切构件的塑性应变，因此在本次数值分析中，将剪切构件的塑性应变剪切分量是设置材料属性以使其不会发生。然而，当根据产生的位移反分析塑性应变时，很明显，由于数值分析程序中的问题，无法正确获得塑性应变和位移之间的关系矩阵。 2023年，首先需要纠正这个计划的问题。