繰り返し載荷による応力集中部のひずみ集中化解析

構造物の性能は単に耐荷力だけではなくその変形能も含めて評価されなければならないが、その場合応力集中部である結合部などの挙動が非常に重要となる。低サイクルの繰り返し載荷による破壊の場合、応力集中部での破壊形式が多くの場合ひび割れなどを含むものであることから、それには大変形によるひずみの集中化などが大きな役割をはたしていることが考えられる。そこで本研究では鋼材の大変形解析を用いて応力集中部のひずみ集中化の数値シミュレーションを行う解析手段を確立することを目的とした。通常の耐荷力解析だけではなく変形能に直接かかわるひずみ集中化解析も行った。まず単純なフォン・ミゼスの流れ理論では十分ではないのでそれに適した鋼材の構成則を数値解析プログラムに導入した。具体的にはひずみ速度の非共軸性を含めたものとJ_2コーナー理論を用いた。繰り返し載荷についてのコーナー理論の適用は自明ではないが、通常のJ_2流れ理論と繰り返し載荷の効果を適切に考慮するために2曲面モデル移動硬化則を適用するための第1歩として移動硬化則に適用した。次にその数値解析プログラムを用いてまず最も単純な構造部材である棒の圧縮引張りについての数値解析を行った。3次元の問題では現在著者が使用可能な計算機では十分な結果が得られなかったが2次元の問題に対しては繰り返し載荷により明確にひずみが集中化していく様子が確認された。これにより、構造物の応力集中部について繰り返しによるひずみ集中化を解析するための手段を得ることができた。

構造物の性能は単に耐荷力だけではなくその変形能も含めて評価されなければならないが、その場合応力集中部である結合部などの挙動が非常に重要となる。低サイクルの繰り返し載荷による破壊の場合、応力集中部での破壊形式が多くの場合ひび割れなどを含むものであることから、それには大変形によるひずみの集中化などが大きな役割をはたしていることが考えられる。そこで本研究では鋼材の大変形解析を用いて応力集中部のひずみ集中化の数値シミュレーションを行う解析手段を確立することを目的とした。通常の耐荷力解析だけではなく変形能に直接かかわるひずみ集中化解析も行った。まず単純なフォン・ミゼスの流れ理論では十分ではないのでそれに適した鋼材の構成則を数値解析プログラムに導入した。具体的にはひずみ速度の非共軸性を含めたものとJ_2コーナー理論を用いた。繰り返し載荷についてのコーナー理論の適用は自明ではないが、通常のJ_2流れ理論と繰り返し載荷の効果を適切に考慮するために2曲面モデル移動硬化則を適用するための第1歩として移動硬化則に適用した。次にその数値解析プログラムを用いてまず最も単純な構造部材である棒の圧縮引張りについての数値解析を行った。3次元の問題では現在著者が使用可能な計算機では十分な結果が得られなかったが2次元の問題に対しては繰り返し載荷により明確にひずみが集中化していく様子が確認された。これにより、構造物の応力集中部について繰り返しによるひずみ集中化を解析するための手段を得ることができた。