JP4580747B2 - 塑性域寸法測定方法 - Google Patents
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Description
溶接学会全国大会講演概要 第51集 ( ’92-10)第276頁〜277頁
上記塑性域寸法sを下記式
塑性域寸法s1.7=α1・C・tmax/p
ただし、Cは塑性域寸法推定値のバラツキの中心を規定する定数、α1は塑性域寸法の許容誤差を考慮した補正係数
により求める塑性域寸法測定方法である。
上記塑性域寸法sを下記式
塑性域寸法s1.7=α2・F・tmax・熱伝導率/(降伏応力2・負荷周波数)
ただし、Fは各金属に応じた定数、α2は塑性域寸法の許容誤差を考慮した補正係数
により求める塑性域寸法測定方法である。
(1) 各種因子の影響
き裂状欠陥2の先端に塑性変形が発生した場合に、上記した通り平均温度が上昇するが、その温度上昇の挙動には以下の影響が含まれると考えられる。
a)幾何学的な塑性域寸法の影響、b)材料の強度の影響、およびc)伝熱特性の影響である。
材料の発熱特性・伝熱特性が全く同条件である場合、塑性域寸法が大きければ大きい方がき裂先端の発熱量が増大し、温度上昇が大きくなると考えられる。この影響を調べるため、まず強度・伝熱特性を全く同条件とし、塑性域寸法のみを変化させた場合の影響を調べる。
塑性変形が生じた場合、材料の強度によって発熱量が異なると考えられる。その影響を調べるため、次に、伝熱特性および塑性域寸法を同一とし、材質のみ変化させた場合の温度変化への影響を調べる。
発熱量∝(降伏応力2/縦弾性係数)×塑性域寸法s ……(1)
ここで、塑性域寸法sが一定であると仮定すると、温度上昇量は(降伏応力2/縦弾性係数)に比例すると単純化される。
塑性変形による発熱量が同一であっても、材料の伝熱特性が異なると、発生する温度の挙動も異なることになる。この影響を調べるために、さらに次に、塑性域寸法s、材料の強度を同一とし、材料の伝熱特性を変化させた場合の影響を調べる。
上述したa)〜c)の影響を調べるため解析的検討を行った。解析では図1に示した解析モデルに対し、強制的に繰り返し変位を与えることによりき裂先端を塑性変形させ、塑性域寸法sおよび温度上昇を調べた。
塑性域寸法以外の条件を同一としていくつかの塑性域寸法の条件について解析を行った。その解析条件および温度条件を表1に示す。
降伏応力および縦弾性係数以外の条件を同一として、降伏応力および縦弾性係数をいくつかの条件に設定し、温度上昇量との関係を求めた。その条件および結果を表2に示す。
塑性域寸法および材料の発熱特性を同一として伝熱特性をいくつかの条件に設定し温度上昇量との関係を求めた。その条件および結果を表3に示す。
以上の影響因子を検討した結果より、最大温度上昇量tmaxは3影響因子を掛け合わせることによって下記のように表される。
最大温度上昇量tmax=B・塑性域寸法s1.7・(降伏応力2/縦弾性係数)・(密度・比熱・周波数/熱伝導率) ……(2)
ただし、定数Bは掛け合わせた各因子の値と最大温度上昇量とを1:1に対応させるために定めたものである。
上述した定式化より塑性域寸法は下記のように求められる。
塑性域寸法s1.7=C・最大温度上昇量tmax/〔(降伏応力2/縦弾性係数)・(密度・比熱・周波数/熱伝導率)〕 ……(3)
なお、このときの定数Cは27であり、塑性域寸法推定値のバラツキの中心を規定している。
解析結果は前述の推定式(3)でよく表されているもののバラツキが生じている。ここでは、強度評価において許容されるバラツキ量について検討し、解析結果の検証を行った。
da/dN=A(ΔK)n ……(4)
ここに、A,nは材料定数でありnの値は、金属では2〜7程度の値がよく用いられる。
塑性域寸法s1.7=D・最大温度上昇量tmax/〔(降伏応力2/縦弾性係数)・(密度・比熱・周波数/熱伝導率)〕 ……(5)
なお、このときの定数Dは32である。
構造物、部品に使用される材料としては、鋼、アルミ合金、チタン合金等が挙げられるが、それぞれの材料毎では縦弾性係数、密度、比熱はほぼ同じ値となる。例えば、使用される材料が鋼であれば強度レベルが変化しても上記特性はほとんど変わらない。従って、この特性を利用することにより、各材料毎の推定式を作成することができる。
鋼(鉄系金属、鉄および鉄基合金を含む)の場合
塑性域寸法s1.7 =57.4×106・D・最大温度上昇量tmax・熱伝導率/(降伏応力2・周波数)=1837×106・最大温度上昇量tmax・熱伝導率/(降伏応力2・周波数)…(6)
アルミ合金(アルミ系金属、アルミ及びアルミ基合金を含む)の場合
塑性域寸法s1.7 =28.2×106・D・最大温度上昇量tmax・熱伝導率/(降伏応力2・周波数)=902×106・最大温度上昇量tmax・熱伝導率/(降伏応力2・周波数)……(7)
チタン合金(チタン系金属、チタン及びチタン基合金を含む)
塑性域寸法s1.7 =40.2×106・D・最大温度上昇量tmax・熱伝導率/(降伏応力2・周波数)=1286×106・最大温度上昇量tmax・熱伝導率/(降伏応力2・周波数) …(8)
実際にき裂状欠陥を含む試験片に繰り返し負荷を加え、欠陥先端の温度上昇を赤外線カメラで捉え、最大温度上昇を測定した。
2 き裂状欠陥
3 温度調査対象部
4 試験片
5 き裂状欠陥
E 欠陥先端
Claims (3)
- 繰り返し荷重が加えられる測定対象物の、塑性変形によって生じる塑性域寸法を測定する塑性域寸法測定方法において、
繰り返し荷重が加えられた上記測定対象物の温度変動を赤外線センサによって検出し、
発熱と吸熱が繰り返される温度変動の平均温度θmを求め、
この平均温度θmと上記測定対象物の初期温度θ0との差(θm−θ0)の最大値を最大温度上昇量tmaxとして求め、上記温度変動に影響を与える上記測定対象物固有の強度・伝熱パラメータを既知数pとするとき、
上記塑性域寸法sを下記式
塑性域寸法s1.7=α1・C・tmax/p
ただし、Cは塑性域寸法推定値のバラツキの中心を規定する定数、α1は塑性域寸法の許容誤差を考慮した補正係数
により求めることを特徴とする塑性域寸法測定方法。 - 上記強度・伝熱パラメータpとして、(降伏応力2/縦弾性係数)・〔(密度・比熱・負荷周波数)/熱伝導率〕が与えられる請求項1記載の塑性域寸法測定方法。
- 繰り返し荷重が加えられる測定対象物の、塑性変形によって生じる塑性域寸法を測定する塑性域寸法測定方法において、
繰り返し荷重が加えられた上記測定対象物の温度変動を赤外線センサによって検出し、
発熱と吸熱が繰り返される温度変動の平均温度θmを求め、
この平均温度θmと上記測定対象物の初期温度θ0との差(θm−θ0)の最大値を最大温度上昇量tmaxとして求め、
上記測定対象物が鉄系金属、アルミ系金属、あるいはチタン系金属のいずれかであって、
上記塑性域寸法sを下記式
塑性域寸法s1.7=α2・F・tmax・熱伝導率/(降伏応力2・負荷周波数)
ただし、Fは各金属に応じた定数、α2は塑性域寸法の許容誤差を考慮した補正係数
により求めることを特徴とする塑性域寸法測定方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07190909A (ja) * | 1993-12-24 | 1995-07-28 | Jeol Ltd | 赤外線応力画像システム |
JPH08334445A (ja) * | 1995-06-08 | 1996-12-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | き裂部のwps効果モニタ方法 |
JP2006029963A (ja) * | 2004-07-15 | 2006-02-02 | Takahide Sakagami | 塑性変形による熱的影響度の測定方法及び装置 |
JP2006234732A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-07 | Kobe Steel Ltd | 塑性域寸法推定方法 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07190909A (ja) * | 1993-12-24 | 1995-07-28 | Jeol Ltd | 赤外線応力画像システム |
JPH08334445A (ja) * | 1995-06-08 | 1996-12-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | き裂部のwps効果モニタ方法 |
JP2006029963A (ja) * | 2004-07-15 | 2006-02-02 | Takahide Sakagami | 塑性変形による熱的影響度の測定方法及び装置 |
JP2006234732A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-07 | Kobe Steel Ltd | 塑性域寸法推定方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109891209A (zh) * | 2016-10-26 | 2019-06-14 | 杰富意钢铁株式会社 | 烧结处理成型品的强度推断方法 |
CN109891209B (zh) * | 2016-10-26 | 2021-06-22 | 杰富意钢铁株式会社 | 烧结处理成型品的强度推断方法 |
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