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。使用被压入A508钢和Incoloy275的材料进行疲劳和延性骨折测试。裂纹和界面的位置相对改变，界面对裂纹生长的影响进行了实验研究，然后通过有限元分析检查了机械环境，并与实验进行了比较。 2。疲劳测试通过实验证实，界面的存在促进了表面附近的裂纹生长。当使用J积分作为参数的三维有限元方法模拟裂纹生长时，表面上的裂纹生长优先，并且与实验一致。换句话说，已经揭示了界面的效果很大程度上是由于材料的机械性能差异。 3。在延性裂缝试验中，很明显，从A508钢侧到iNoloy侧的裂纹生长会导致凹痕超出界面，而在相反的情况下，将发生界面裂纹，凹痕不会从Incoloy到A508钢侧。通过检查裂纹尖端处的三轴应力和三维有限元方法的Q因子，可以证实它们的分布可以定性地解释这些断裂行为。换句话说，已经揭示了提出的用于均匀材料的机械参数也对非均匀材料的断裂行为有效。此外，进行了基于Gurson模型的有限元分析，以模拟空隙的行为。同样，空隙的行为与实验结果很好。 4。通过上述，已经揭示了诸如J积分，Q因子，应力三轴性和空隙之类的参数在界面对裂纹生长的影响方面有效。