曲げを受ける二辺固定二辺自由支持平板局部座屈部の極低サイクル疲労破壊評価 EXPERIMENTAL AND NUMERICAL CHARACTERIZATION OF ULTRA LOW-CYCLE FATIGUE FRACTURE OF CFCF RECTANGULAR PLATE ELEMENTS UNDER CYCLIC BENDING

 本研究は,開断面部材の板要素の局部座屈部の疲労破壊を対象に,局部の板要素を最も単純化した二辺固定二辺自由支持平板 の繰返し曲げ実験を行い,塑性ヒンジ理論と空隙成長モデル(Void Growth Model)に基づく極低サ イクル疲労破壊評価法の適用性を検証しました。材料特性のバラツキの影響を取り除くため,試験体は全て同一の一般構造用圧延鋼材SS400 の鋼鈑から方向を揃えて削り出して製作し,歪や曲率などの計測値は3次元画像相関法を利用して分布量として採取するなど,本可能な限り正確な実験系と計測環境の構築に努めました。狂ったようにスプレーを吹きかけ、1日1枚千切るのが限界の試験体を56体以上も用意したおかげで実験期間が伸びに伸びて大変でしたが、査読者の皆さまにご評価いただけて頑張ってよかったなと思いました。本研究はJSPS 若手研究およびJSPS 基盤研究Bの助成を頂いた成果です。本実験の意図を理解して治具および試験体 の製作に関する有益なご意見を頂きましたファブリケータの皆様, ならびに画像解析を用いた正確な計測環境の構築についてご協力頂 きました丸紅情報システムズの皆様に深くお礼申し上げます。論文はこちら

The ultra low-cycle fatigue fracture of open section steel members undergoing local buckling was experimentally investigated using rectangular clamped-free-clamped-free (CFCF) plates, validating a classic macro model (plastic-hinge-based damage model) and phenomenological micro model (void growth model, or stress-weighted damage model). Finite element models were calibrated to the 3D-DIC experimental data to further analyze the fracture mechanism, and to characterize the stress triaxiality and Load angle parameter during local buckling.

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