逆問題的取扱いを援用した再分布残留応力場における疲労き裂伝ぱ寿命の予測法

点击翻译按钮获取中文摘要

発生したき裂まわりの再分布した残留応力が与えられているという, 重要でありながら従来法では扱えなかった問題について, 逆問題的解析手法を援用して再分布残留応力の測定値より初期残留応力分布を同定し, これをき裂開閉口挙動に基礎をおく寿命推定法と結合させて, 寿命推定を行う方法を提案・検証した. まず, 逆問題的取扱いによる初期残留応力の同定法を提案した, すなわち, (1)初期残留応力分布をべき級数展開し力学的拘束条件を課して基本分布関数を得た. これに重み係数を乗じたものの和で初期残留応力分布を表した. (2)基本分布関数ごとに, き裂導入時の残留応力分布を与える影響関数を求めた. (3)き裂存在時の残留応力値は, 影響関数の値に重み係数を乗じたものの和に等しくなることを用いて, 残留応力の測定値より重み係数, したがって初期残留応力分布を推定した. 提案した方法を用いて, 再分布残留応力に関する測定値をもとに初期残留応力分布を同定する, 数値シミュレーションを実施した. 残留応力分布としては, 対称形のものと, 一般の非対称なものを用い, 同定精度に及ぼす残留応力の測定精度, 測定位置および測定点数の影響を調べ, 感度マトリックスによる予想結果と比較した, その結果, 測定点の組合せが同定結果に大きな影響を及ぼすことがわかった. また, 感度解析結果により測定点の組合せを選択すれば, 最大残留応力値の4分の1強の測定誤差が入っていても, 初期残留応力分布, さらに疲労き裂伝ぱ寿命を工学的に十分の精度で同定することができた. 次に, 残留応力を有する大型試験片に, 放電加工によるスリットを導入し, 再分布残留応力分布より初期残留応力分布を同定する試みを行い, 本手法の有効性を実験的にも確かめた. このように, 提案した方法により, 初期残留応力分布の同定とこれを用いた疲労き裂伝ぱ寿命の推定が可能であることが明らかになった.