報告書番号

T92049

タイトル（和文）

疲労き裂進展評価法の高精度化－その１疲労Ｊ積分範囲の有限要素解析に関する検討－

タイトル（英文）

IMPROVEMENT OF FATIGUE CRACK GROWTH ESTIMATION -FINITE ELEMENT ANALYSIS OF FATIGUE J-INTEGRAL RANGE

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

材料の繰越し非弾性変形挙動を精度良く表現する塑性構成式による解析結果をベースにして，破壊力学パラメータを解析する手法について有限要素解析に基づく検討を行った。その結果，オリジナルのＪ積分評価式に対して，いくつかの補正項を加えた評価式ＪＧが，単調負荷条件下のＪ積分評価ならびに繰越し負荷条件下のＪ積分範囲評価の双方において有効性を発揮することが確認された。本評価式は，熱ひずみの存在を適切に評価するとともに，材料特性の温度依存性，繰越し硬化，き裂閉口等が含まれる高精度の解析を行なった場合にも，経路独立性が保持される。これに対して，これまで特に我が国で多用されてきた観のあるＪ積分は，理論上及び数値解析上の両者から見て適切なパラメータでないことが明らかになった。

概要 （英文）

FRACTURE MECHANICS PROVIDE AN EFFECTIVE WAY TO PREDICT THE REMAINING LIFE OF FLAWED COMPONENTS AND TO ASSESS THE CONSEQUENCE OF SOME DEVELOPING FAILURE. WHEN SUBSTANTIAL INELASTIC DEFORMATION IS INVOLVED DURING CRACK GROWTH,NONLINEAR FRACTURE MECHANICS PARAMETERS SUCH AS THE J-INTEGRAL AND ITS EXTENSIONS ARE EXPECTED TO PLAY APRINCIPAL ROLE. ALTHOUGH IT IS VERY IMPORTANT TO DEVELOP SIMPLIFIED METHODS FOR ESTIMATING THESE PARAMETERS WITH A SMALL AMOUNT OF COMPUTATIONAL AT EFFORT,DETAILED ANALYTICAL TOOLS THAT CAN PROVIDE MORE ACCURATE ESTIMATIONS SHOULD BE DEVELOPED TO FACILITATE DEVELOPMENT OF SIMPLIFIEDMETHODS. THIS REPORT DESCRIBES THE FIRST STEP TO DEVELOP AN ACCURATE ANALYTICAL METHOD FOR EVALUATING VARIOUS NONLINEAR FRACTURE MECHANICS PARAMENTERS OF ENGINEERING IMPORTANCE. A COMPUTER PROGRAM THAT SERVES AS A POSTPROCESSOR OF THE FACE FINITE ELEMENT CODE HAS BEEN DEVELOPED FOR EVALUATING ELASTIC-PLASTIC FRACTURE MECHANICS PARAMETERS. THE MOST SUITABLE EXPRESSIONS WERE CHOSEN FROM ANALYSES OF CRACKED STRUCTURES SUBJECTED TO CYCLIC LOADING FOR USE IN EVALUATING THE MONOTONIC J-INTEGRAL AND THE CYCLIC J-INTERGRAL RANGE.

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