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Observation and evaluation of plastic collapse for double-notch pipe

複数切欠きを有する管の塑性崩壊の実験と評価

鈴木 良祐*; 松原 雅昭*; 坂本 賢治*; 鈴木 将人*; 白石 泰祐*; 柳原 星児*; 伊沢 悟*; 若井 隆純

Suzuki, Ryosuke*; Matsubara, Masaaki*; Sakamoto, Kenji*; Suzuki, Masato*; Shiraishi, Taisuke*; Yanagihara, Seiji*; Izawa, Satoru*; Wakai, Takashi

軸方向に垂直な2つの90度貫通切欠きを持つオーステナイト系ステンレス鋼管の塑性崩壊挙動と強度を調べた。様々なノッチ間距離で二つのノッチ試験片を光塑性フィルムで覆った。試験片には、軸方向の引張荷重と曲げ荷重を任意に組み合わせた荷重を加えた。塑性崩壊挙動を調査するために、試験中に光塑性フリンジパターンの変化が観察された。塑性崩壊強度は、弾完全塑性体に基づくモデルを用いて評価した。実験的な塑性崩壊点での光塑性フリンジパターンは荷重履歴によって異なった。このことから、塑性崩壊挙動は荷重履歴に依存することがわかった。一方、塑性崩壊強度はノッチ間距離にはほとんど依存しなかった。実験的な塑性崩壊は、いくつかの純引張荷重試験でのみ理論塑性点に達する前に発生した。したがって、この研究で使用された弾完全塑性体に基づくモデル解析は、純粋な引張荷重を受けるステンレス鋼管の塑性崩壊には非保守的な推定を与える可能性がある。

The plastic collapse behavior and strength were investigated for an austenitic stainless steel pipe with two 90$$^{circ}$$ through-wall notches perpendicular to the pipe axis direction. Double-notch specimens with various notch separation distances were coated with photo-plastic film. Arbitrary combined axial tensile and bending loads were applied to the specimens. Changes in the photo-plastic fringe pattern were observed during the tests to investigate the plastic collapse behavior. The plastic collapse strength was evaluated using a model based on an elastic-perfectly plastic body. The photo-plastic fringe patterns at the experimental plastic collapse point differed based on the loading history. Thus, the plastic collapse behavior depends on the loading history. In addition, the plastic collapse strength differed based on the loading history and hardly depended on the notch separation distance. The experimental plastic collapse occurred before reaching the theoretical plastic point for only some pure-tension loading tests. Thus, the model analysis based on an elastic-perfectly plastic body used in this study might give an unconservative estimate for the plastic collapse of a stainless steel pipe subjected to a pure tension load.

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パーセンタイル:100

分野:Engineering, Mechanical

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