次期大型高速炉用材料の温度変動条件下での非弾性挙動とその定式化

点击翻译按钮获取中文摘要

当研究室に既設の高周波加熱炉を備えた電気油圧サ-ボ式疲労試験機とパ-ソナルコンピュ-タに,今回購入した温度調節計と増設ハ-ドディスクを組み込み,次期大型高速炉の有力な候補材料である改良9Crー1Mo鋼に対し,以下の実験を実施した.まず,2,3の一定温度条件下で各種基本的荷重条件の実験を実施したところ,この材料は極めてひずみ速度依存性が強いこと,繰返し軟化を示すこと,非比例硬化は全く生じないことが明らかとなった.また,クリ-プひずみの応力依存性が極めて顕著なことも明らかとなった.さらに,サイクリッククリ-プ,メカニカルラチェットの各種パラメ-タ依存性についても検討した.つづいて階段状温度変動繰返し試験を実施し,繰返し硬化および軟化の温度履歴依存性について系統的に明らかにした.また,定式化する構成式の精度と妥当性を検討する基準となる連続的温度変動条件下での繰返し試験結果を得た.以上の実験結果に基づき,大型計算機と既設のパソコンおよび購入した増設ハ-ドディスクを用い,次のような手順で新しい統一型構成式を定式化した.まず,一定温度条件下での変形挙動は,サイクリッククリ-プおよびメカニカルラチェットを除けば,既存のChabocheモデルで表現できることを確かめた.つづいて,温度変動の効果を考慮するため,全ひずみを弾性,非弾性および熱ひずみの和として表現し,弾性および熱ひずみについては従来の法則を仮定して,非弾性ひずみに対するChabocheモデルの改良を試みた.すなわち,温度変動に伴う繰返し硬化の履歴依存性を,等方硬化変数に対する発展式を改良することによって考慮することとし,等方硬化変数の目標値が温度および振幅の履歴によって定まるよう,その発展式を定式化した.このようにして定式化した構成式を用いて計算機シミュレ-ションを行ったところ,実験結果をほぼ妥当な精度で記述することがわかった.