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Optimization of Weld Details to Avoid the Brittle Fractures at the Beam End with Field Welding

优化焊接细节以避免现场焊接梁端脆性断裂

基本信息

批准号：
22K04403
负责人：
東康二
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Sojo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究は，接合部詳細の中でひずみ集中点となるスカラップ底から進展した延性き裂を起点とする脆性破壊を的確に予測し，より正確に接合部の終局耐力を求め比較することで，脆性破壊の発生を抑制する接合部の詳細形状の最適化を図ることを目的とする．これまでの研究により，JASS6型の危険性と形状を改良することにより変形性能が飛躍的に向上することが確認でき，解析によりスカラップ底へのひずみ集中が回避されることが確認できた．但し，同一形状でも，フランジとウェブのモーメント分担率，外法一定H形鋼のフィレット部の寸法，組立H形鋼製作時の溶接サイズや溶着金属の破壊靭性値，延性き裂の発生位置と進展方向によって破壊性状が異なり，一般化に向けては，更なる改良と適用範囲の確定が必要であることが明らかとなった．そこで，本年度は延性き裂の発生位置と進展方向に着目し，延性き裂がスカラップ底から梁断面方向ではなく，梁材軸方向に進展する場合について，実験的に検証を行った．過去の研究により，材軸方向に延性き裂が進展する場合，破壊モードがせん断モードとなり，脆性破壊の発生抑制に大きく寄与することが明らかとなっているが，実構造では開口型（モードⅠ）とせん断型（モードⅡ）が混在している．そこで，本年度は破壊力学パラメータの一つである応力拡大係数を用いて混合モード比なるモードの影響を考慮するパラメータを提案し，その有効性を確認した．柱梁接合部をモデル化した組立H形試験体の漸増繰返し載荷実験においてモードⅡが卓越した試験体について，有限要素解析でき裂を再現し，混合モード比を用いて試験体破壊時の終局耐力の予測を試みた．その結果，予測精度の改善がみられたが，ばらつきが大きく，精度向上には更なる材料試験レベルでの複合モード載荷試験による評価式の補正が必要であることが明らかとなった．

The purpose of this study is to predict the brittle fracture in detail and to compare the ultimate endurance of the correct joint and to optimize the detailed shape of the joint. This research is aimed at improving the critical shape of JASS6. The analysis of JASS6 is aimed at improving the critical shape of JASS 6. However, the same shape, the same shape steel, the same shape steel. This year, the occurrence position and progress direction of ductile cracks are focused on, and the ductile cracks are located at the bottom of the beam section direction and in the direction of the beam axis. In the past research, when ductile fracture progresses in the material axis direction, the fracture is broken, the brittle fracture is suppressed, and the structure is open type (I) and fracture type (II). This year, the effectiveness of the proposed model is confirmed by considering the impact of the model on the mechanical properties. The joint of column and beam is divided into two parts: the gradual increase of H-shaped test body, the load calculation, the finite element analysis, the crack reproduction, the mixed ratio, the final endurance prediction of test body when it breaks down. As a result, the prediction accuracy is improved, and the accuracy is improved. The material test is improved, and the composite load test is improved. The correction of the evaluation formula is necessary.