SUS304繰り返し塑性構成モデルの検討 非線形繰り返し非硬化領域モデルの評価

An investigation of the cyclic plasticity constitutive model for 304 type stainless steel; Evaluation of the nonlinear cyclic hardening model using nonhardening strain region

柄谷 和輝*

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高精度の非弾性解析を行うためには、材料の挙動を正確に表わし得る構成モデルが不可決である。大野らによって提案された非線形繰返し非硬化領域モデル1)はSUS304鋼の繰返し塑性挙動を精度よく表現できるモデルとして注目されている。本報告書はSUS304鋼を対象に、この構成モデルのモデル定数決定法の検討と単軸ならびに構造問題への適用を通じて、モデルの評価を行うものである。以下に本報の主な成果をまとめる。(1) SUS304鋼に対する非線形繰返し非硬化領域モデルのモデル定数決定法を提案し、モデル定数決定プログラムを作成した。また事業団で得られたSUS304鋼に対する平均的な材料特性データに基づき、室温から600に至るモデル定数の決定を行った。(2) 単軸定ひずみ範囲繰返し問題の解析を行い、一定温度下ではこのモデルが実験結果によく合うことを示した。(3) 汎用非線形構造解析システムFINASにこの構成モデルを組込み、繰返し負荷を受ける切欠き丸棒、及び繰返し熱過渡を受ける直管の解析を行った。これによりSUS304鋼の繰返し塑性挙動を詳細に解析できることを示した。(4) 今後の課題としてはさらなるモデルの精度向上と温度変動下や多軸問題への適用を検討する必要がある。

A constitutive model which can express material behavior accurately is needed to perform inelastic analysis with high precision. The nonlinear cyclic hardening model using nonhardening strain region developed by Ohno and his co-workers, is worthy of notice becase it can express fundamental aspects of cyclic plasticity behavior of 304 type stainless steel. The prupose of this report is to evaluate their model through the determination of model constants and inelastic structural analyses for plactical problems. The following results were obtained. (1)The determination procedure of model constants was proposed,and its computer program was developed. Then the model constants for 304 type stainless steel was decided from experimental data obtained at PNC, (2)For uniaxial and constant strain rangc cyclic problem, this model agrce well with the experimental result under isothermal condition. (3)Analysis for the notched bar under cyclic loading and the straight pipe under cyclic thermal transients were performed by using the present constitutive model implemented in FINAS. It can be said that this model is applicable to the pracrical structural analysis under cyclic loadings. (4)It was shown that further investigation should be required for this model to improve the precision, under temperature changing condition and multiaxial problem.