Fracture prediction of piping using energy balance method

エネルギー釣合式を用いた破損評価の基礎研究

皆川 佳祐*; 藤田 聡*; 北村 誠司 ; 岡村 茂樹

Minagawa, Keisuke*; Fujita, Satoshi*; Kitamura, Seiji; Okamura, Shigeki

配管などの機械構造物は通常弾性域内で静的に設計されている。機械構造物は十分な耐震安全性を有しているが、耐震安全性を高めるためにも終局強度を解明することは非常に重要なことである。本研究では、エネルギーの釣合いに基づく手法を用い、塑性域内における応答と振動による疲労損傷を調査している。単純一質点系モデルを用いた振動実験から、エネルギー算出手法の確立と塑性域でのエネルギーの振る舞いを調査し、塑性変形開始とともに塑性ひずみエネルギーが累積されることを確認した。同モデルを用いた振動破損実験より、破損に至るまでの時間が長いほど、破損まで入力されるエネルギーが大きくなる傾向が確認された。また、破損に至るまでに入力されるエネルギーは実験モデルの材質により異なることを確認した。

Although mechanical structures have sufficient seismic safety margin, comprehending the ultimate strength is very important in order to improve the seismic safety reliability in unexpected severe earthquake. The energy balance is adequate to investigate the influence of cumulative load because it includes cumulative information. The vibration experiments using simple single-degree-of-freedom experimental model are carried out in order to confirm a calculation technique of energy and to investigate behavior of energy in elasto-plastic region. The vibration failure experiments that lead experimental model to fatigue failure are carried out in order to investigate the relationship between input energy and fatigue failure.