圧縮ひずみを受けた溶接十字継手の破壊挙動に関する実験的研究

焊接十字接头压缩应变断裂行为试验研究

基本信息

批准号：
10750431
负责人：
崎野良比呂
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Osaka University
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：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

阪神大震災等で見られた溶接部の全面降伏後の脆性破断では、圧縮ひずみを含む繰返し塑性歪が付加されたことにより母材および溶接金属の材質が劣化した事が脆性破断に至った大きな原因であると考えられる。そこで、この圧縮ひずみを含む繰返し塑性歪が破壊に与える影響を把握し、これを踏まえて柱梁フレームが十分な変形能力を発揮するために溶接部に必要とされる靭性値を提案する事を目的として本研究を進めている。平成10年度はまず、FEM解析により供試体形状を検討し、検討結果から得られた条件を満たした十字継手供試体を用いて、繰返し塑性歪を与えた後破断に至らせる実験を行った。実験変数は(1)繰返し歪の大きさ(±1.5%×5回、±3%×5回)、(2)溶接金属の靭性(0゜Cのシャルピー衝撃試験値_vE_0:40J,200J)、(3)試験温度(+20゜C、-40゜C)である。その結果、変形能力から見ると溶接部の_vE_0が200Jでは脆性破断する条件下でも大きな変形能力を発揮するが、40J程度では小さな変形で脆性破断する事がわかった。平成11年度は、必要靭性値の絞り込みを行うため_vE_0が85J程度の同様の供試体を製作し同様の実験に供した。さらに、柱梁溶接部に要求される必要変形能力を阪神大震災の被害報告や既往の解析結果を基に設定し、実験結果との比較検討を行った。本研究から得られた結論は以下の様にまとめる事ができる。「地震のような後歪速度での圧縮ひずみを含む繰返し塑性歪を受ける場合に柱梁溶接部に必要とされる変形能力は1.5%*5回の繰返し歪振幅を受けた後に単調載荷で8%以上とするのが妥当であると考えられる。また、これを満たすために溶接部に求められる靭性値は、_vE_0で85J程度必要であると考えられ、JISで定められている低応力脆性破断を対象とした27Jもしくは47Jといった値では不足であると考えられる。」

在焊缝的全部屈服后，在大汉辛地震等中观察到的易碎骨折中，由于添加了循环塑性应变，包括压缩菌株的环状塑性应变，基础材料和焊接金属材料的恶化被认为是脆性裂缝的主要原因。因此，我们正在进行这项研究，目的是了解重复的塑性应变的影响，包括对断裂的压缩应变，并提出焊缝所需的韧性值，以使梁柱框架具有足够的变形能力。在1998财年中，首先通过FEM分析检查了样品形状，并进行了实验，并使用跨关节标本进行了循环塑性应变，并进行了裂缝，该跨关节标本满足了从研究结果中获得的条件。实验变量是（1）重复应变的大小（±1.5％x 5倍，±3％x 5倍），（2）焊接金属的韧性（夏比冲击测试值为0°C_VE_0：40J，200J），（3）测试温度（+20°C，-40°C）。结果，发现从变形能力的角度来看，即使在焊缝的_VE_0在200J处脆弱的条件下，它也具有较大的变形能力，但在40J左右，它在较小的变形时表现出脆性裂缝。在1999年，制造了大约85J的VE_0的类似标本，并用于类似的实验，以缩小所需的韧性值。此外，基于大汉辛地震和先前的分析结果的损害的报道，设置了光束柱焊接部件所需的必要变形能力，并将其与实验结果进行了比较。从这项研究中获得的结论可以总结如下：“在经历重复的塑性应变时，具有光束柱焊缝所需的变形能力，包括在撞击后速率上（例如地震）所需的变形能力，例如1.5％*5 5％*5环状应变，然后在收到8％或更多的范围内，以使其越来越多。 _ve_0的85J，低应力脆性断裂的27J或47J值是JIS定义的。”