Elastic-plastic FEM analysis on low cycle fatigue behavior for alumina dispersion-strengthened copper/stainless steel joint

弾塑性有限要素法を用いたアルミナ分散強化銅/ステンレス鋼接合継手の低サイクル疲労挙動解析

西 宏

Nishi, Hiroshi

先に行ったステンレス鋼とアルミナ分散強化銅接合継手の低サイクル疲労試験の破壊点と疲労寿命について検討するため、弾塑性有限要素解析を用いて継手に引張変形及び繰返し変形を負荷したときの変形挙動を明らかにし、低サイクル疲労試験結果と比較した。その結果、次の結論を得た。(1)ステンレス鋼と分散強化銅の組合せは若干であるが応力特異性を有し、塑性域では弾性域に比べ特異性は減少するが、界面にひずみ集中が起こる。(2)解析より疲労試験片にはひずみ集中が起こり、ひずみ範囲が小さい時は界面近傍のアルミナ分散強化銅にひずみが集中し、ひずみ範囲が大きい場合は界面より離れたアルミナ分散強化銅側にひずみが集中する。(3)解析による接合継手の破壊点,疲労寿命は実験結果と一致し、接合継手の破壊点,疲労寿命は母材の疲労寿命から推定可能である。

Elastic-plastic finite element analysis was performed for low cycle fatigue behavior of stainless steel/alumina-dispersion-strengthened copper (DS Cu) joint in order to investigate the fatigue life and the fracture behavior of the joint. As the results, a strain concentration was occurred near the interface of DS Cu for small strain range, however, in the DS Cu for large strain range. The fatigue life and fracture point were evaluated taking account for the strain concentration. The fatigue life and fracture point were consistent with those of the low cycle fatigue test.