報告書番号

T99049

タイトル（和文）

改良9Cr-1Mo鋼の非弾性構成式の開発 -第４報：ラチェット変形解析のための改良-

タイトル（英文）

Development of Inelastic Constitutive Equations for Modified 9Cr-1Mo Steel (4th Report: Modification for Ratchetting Deformation Analysis)

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本報では、改良9Cr-1Mo鋼を用いて550℃で様々な負荷条件下のラチェット変形試験を実施し、平均応力、負荷速度、応力（ひずみ）範囲、繰返し軟化等がラチェット挙動に及ぼす効果を明らかにした。単軸条件の場合、従来の塑性理論ではラチェット変形が全く進行しない平均応力ゼロの場合に、最も顕著なラチェット変形が観察された。本試験結果は、引張応力下と圧縮応力下での変形抵抗の違いが主要因であることを単調引張/圧縮変形試験により明らかにした。前報の構成式およびOWモデルを基礎として、引張と圧縮の異方的変形特性を考慮した統一型非弾性構成式を提案した。実験結果に基づき、流れ則の中に応力の第１不変量を導入することにより引張と圧縮の異方性を表現した。本構成式を用いて様々な負荷条件下に対する数値シミュレーションを行い、平均応力ゼロ付近の特異な挙動も含めて本材のラチェット変形挙動を適切に記述できることを確認した。

概要 （英文）

A series of ratchetting deformation tests was conducted on modified 9Cr-1Mo steel at 550℃ under uniaxial and multiaxial stress conditions. Ratchetting behavior depended on various parameters such as mean stress, stress/strain rate and those range, hold time and prior cyclic deformation. Under uniaxial conditions, unordinary ratchetting behavior was observed; the ratchetting deformation rate was the fastest when the stress ratio was equal to -1, while no ratchetting deformation was predicted by the conventional constitutive model. By conducting a lot of compression tests and comparing those results with tension data, a difference of deformation resistance between tension and compression was quantitatively examined. A unified inelastic constitutive model incorporating this anisotropy was developed based on the authors' previous model and Ohno-Wang model. In the new constitutive model, the first invariant of stress was introduced into the flow rule in order to express the anisotropy. Through the application to various test conditions, it was demonstrated that the present constitutive model is capable to describe the ratchetting behavior of the material with reasonable accuracy for a wide range of loading conditions.

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