001234
伸 びe/%
(b)H‑90°‑S
図3.5荷 重P一 伸 びe線 図 に 及 ほ す 引 っ か き き ず の 影 響
X10
3.3.2引 張 強 さ に 及 ぼ す き ず 深 さ の 影 響
図3.6に は 引 張 強 さ σ 、 と き ず 深 さ α と の 関 係 を 示 す.● 印,● 印 は そ れ ぞ れ 平 滑 部 破 断 、 き ず 部 破 断 時 の 引 張 強 さ!T、 で あ る.な お.∴ 印 は き ず 部 破 断 し た 場 脊 に つ い て,破 断 荷 重 を き ず 部 の 初 期 断1111積 で 除 し た 公 称 の'ド 面 ひ ず み 引 張 強 さ
σ 田,で あ る,
図3.6(a)の0材 で は α 、、・1106ま で,図3.6(b)のli材 で は α 、・12%の か な り 深 い き ず で あ っ て も(/i,が 求 め ら れ る こ と が わ か る.0材 で は 最 大 荷 重 が 平 坦 で あ り, き ず 部 破 断 す る 場 合 で も ほ ぼ 最 大 荷 重 と 同 じ で あ る か ら 、Iiが 大 き い こ と は 理 解
し や す い1。)J,H材 で は 最 人 荷 重 は1̀‑![ｺ.では な い の で,αIlは 小 さ く な る も の と 思 わ れ た が,か な り 大 き な 値 で あ る.そ こ で,こ の α 、に つ い て 検 討 す る.
α ・は 最 大 荷 ・嚢点1こ 至 る 前 に 破 断 す る 場 合 の 限 罪 の き ず 深 さ と み な せ る 、 す な わ ち,平 滑 部 は,ほ ぼ 一様 変 形 し て い る と 仮 定 で き る 。 最 大 荷 屯 点 を 考 え,き ず 部 の 荷 重 負 担 能 力 が ・}え滑 部 の 変 形 抵 抗 に 比 べ,小 さ く な っ た 時 き ず 部 破 断 す る と 考 え る.Aを 変 形 中 の ・卜滑 部 の 断111〒積 と す れ ば 次 式 で 表 せ る.た だ し,引 張 ノJ111に 対 し て 直 角 の き ず の 場 合 を 想 定 し て い る 。
σ13・A≧ σi,P・A(1αB)
。'.αB≧1σt;σBP (3./,(.〉.
ア ル ミ ニ ウ ム 材 の'hl{1ひ ず み 引 張 強 さ は,き ず 深 さ10%を 越 え る と 安 定 し て く る こ と をlf澤 ら'2'が 示 し て い る ・図1.14参 照).そ こ で,図3,6か ら σ 、と σ,, を 求 めa,を 求 め て み た.
090.S:αB=176/86=0.116 H90.S:αB=1144/163・0.ll7
と な り ほ ぼ 妥 当 な 値 が 求 め ら れ る こ と が わ か っ た.
ユX100 Σ
＼90 m80 C
m b70
6(も
響 ■ 睾ili「 一{墨翔
△△"76
Qg・
客/αB
m150144き ず 部 破 断
b14
m・ 一一h一 冒器 一一● 簡 ・・♂
C130aB
246810121416182012%2468101 ,214161820 α/%α/00
(a)0‑9ぴ 一S一ぴ(b)H‑9()°‑S‑O°
図3.6引 張 強 さ に 及 ぼ す き ず 深 さ α の 影 響
41
3.3.3αBに 及 ぼ す き ず の 種 類 の 影 響
図3.7は,α1、 に つ い て 整 理 し た 結 果 を 示 す.図3.7(a)のC)材 で は,各 採 取 ノJ向 に お い て,押 し 込 み き ず の α 、、が 引 っ か き き ず,切 削 き ず に 比 へ て100大 き く,焼 鈍 き ず に 比 べ て1.5・ 。ほ ど 大 き い.図3.7(b)のH材 の0・ooの 場 合 で も 押 し 込 み き ず の α 、が1・oほ ど ノくき い.こ の よ う に 延 性 材 料 で は,き ず の 影 響 を 無 視 し て 引 張 強 さ を 求 め ら れ る α 、 が 押 し 込 み き ず の 方 が,他 の き ず に 比 べ て 大 き い.こ の 理 由 と し て は,き ず 底 の 加1.liti化 が 他 の き ず よ り も 大 き く,荷 重 負 担 能 力 が 高 い た め 破 断 し に く い こ と が 考 え ら れ る.
・方
.図3,7〔b)のH45..90.で は 押 し 込 み き ず の 方 が,切 削 き ず よ り 約2.500, 引 っ か き き ず よ り100小 さ い.O材 及 びHO.の 結 果 と は 逆 で あ る.こ の 理 由 と し て は,押 し 込 み き ず を つ け る と き の き ず 底 の 変 形 に よ っ て,n仙 が 小 さ い た め に き ず 底 の 荷 手:負担 能 力 の 向 ヒ よ り は,む し ろ 残 余 の 延 性 が 無 く な る た め 引 張 り 変 形 開 始 後,直 ち に 破 断 し や す く な っ て い る た め と 考 え ら れ る.
全 体 的 にJLれ ば,Al‑o材 で は8Qoま で,H材 で は7%ま で の き ず が あ っ て も 引 張 強 さ を 求 め ら れ る とiiえ る.
zo 18 16
×14
¥12 10 m8 弓6
4 2
V
0姿
0 /β 、＼
婁
＼
}○ 押 し込 み きず
△ 引 っか ききず 口 切 削きず
× 焼鈍きず
̲̲̲」 一 一̲̲一 一L̲‑
04590
e°
24 18 16 14
012 〃 /
ノ 々 鐙
一一 一
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0 8 6 4 2 0 ＼ ︒︒ 弼
一 「 一 一「 一一
口L‑
、 蓋 ∴ ＼‑
〆ノ/
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1‑1‑
4590 d%
(a)AI‑O(b)AトH
図3.7各 採 取 方 向 の α・ときず の 種 類 の 影 響
と こ ろ で,こ の 式3.1で は,σ,,σ1、t'が 採 取 方 向 に よ る 定 数 で あ れ ば,き ず の 種 類 に よ ら ず α 、は 決 ま る こ と に な る.す な わ ち,理 論 的 に は σBpは 面 内 異 方 性 を
42
考 慮 し たjli11の1自1交 異 方 性 降 伏 関 数 に よ れ ば 次 式 で 求 め ら れ る.
σiけ=(丁 [(1+r.)q+r.)、(1+「+r.)]
((1,2)
た だ し,rlは 引 張 方 向 のrイ 庭{1:,r、 は そ れ に1自1交 す る1/lll]のrflll〔 で あ る.
従 っ て,Q"は 次 式 で 求 め ら れ る こ と に な る.
Ci=1‑[(1・b+r、)・(1+「+r、+rr.)〕
(3.3)
式3.3を 用 い れ ば,o,90方 向 で は 同 じf直に な り,}ノ ∫向 で はr、 ・「の み で 決 主 る こ と に な る.図3.8に は こ う し て 求 め た 値 を 示 し て あ る.0材 の 各 採 取 方 向 お よ びll材 の θ=45で は 理 論 値 と 実 際 の α は ほ ぼ 致 す る が,H材 の90方 向 で1‑L
‑一激 し な い.す な わ ち,II材 で は 実 際 の σ,.,を 求 め て そ の 値 に よ っ て α を 求 め な け れ ば な ら な い.戸 澤 ら ゴ も こ の 点 を 指 摘 し,実 際 の σ,・ と 理 論 的 に 求 め る σ 耳
と は 致 し な い と し て い る.こ れ はr値 の 精 度 のllll題や,ひ ず み 比 依 存 性 の 問 題 が 考 え ら れ る4。
以Lの こ と か ら,(い は 実 際 の σ.,σ 一 を 用 い れ ば 求 め る こ と が で き,さ ら に O材 の よ う な 場 合 で は,理 論 的 に ≠)求 め ら れ る と い え る.
0 8 6 2 ﹂1 ﹂‑
X14
¥12
10 m8 弓6
4 2 0
π
讐
20 18 16 14 0°12
×10
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「 一 一 一一 』1‑一
圃△O
︑︑︑
︑︑・＼︑︑︑＼︹﹂︑︑︑︑︑︑・︑艮阻寡③⊥︿
/
li1̲̲
04590vO4590
B/°B/
(a)Aト0(b)Al‑H
図3.8各 採 取 ノ∫向 の α 、乏P{1論 値 と の 比 較
1:3
3・3・4破 断 伸 び と き ず 深 さ と の 関 係 に 及 ぼ す き ず の 種 類 の 影 響
図3・9(a),(b)に は 破 断 伸 び と α と の 関 係 に 及 ぼ す き ず の 種 類 の 影 響 を,J≒す .縦 軸 は き ず の あ る 場 合 の 破 断/申 びe,と き ず の な い 場 合 の 破 断 伸 びef公 称 ひ ず み 、
と の 比 で あ る.ま ず 領 域1に 着 目 す る .
図3・9(a)のO材 の 場 合,同 じ き ず 深 さ で は 押 し 込 み き ず が 他 の2種 類 の き ず に 比 べ て 大 き な 破 断 伸 び を 示 し て い る こ と が わ か る.こ の 理 由 は 前 節 で 述 べ た と お り き ず 底 の 加ll硬 化 は 押 し 込 み き ず が 大 き く,加 重 負 担 能 力 が 高 い た め と 考 え ら れ る ・ な お,引 っ か き き ず と 切 削 き ず の き ず 底 の 加Il硬 化 の 程 度 は 同 じ で あ る と 推 察 さ れ る.
図3・9(b)のH材 の 場 合 は 特 徴 的 で あ る.領 域Hで は 破 断 伸 び が 極 端 に 低 ド し て い る ・ こ れ は 領 域1と 領 域IIで は 破 断 形 態 が 異 な る た め で あ る .図3.10に 変 形 状 態 の 模 式 図 を ・J≒す.図3.10(a)の 平 滑 部 破 断 す る 場 合,ef[)は 平 滑 部 のf申 び(CC≒
n)と 板 厚 く び れ 〔局 部 く び れ)に よ る 伸 び 及 び 幅 方 向 せ ん 断 変 刀多に よ る 仲 び の 和 で あ る.図3.10(b)の き ず 部 破 断 の 場/ati・130。以 ヒの き ず を つ け る た め に'r滑 部 は ほ と ん ど 変 形 せy,elは き ず 底 の 板 厚 く び れ に よ る も の が ほ と ん ど で あ る .従
っ て 領 域1に お け る き ず 部 破 断 の 場 合 ,e・ は き ず 深 さ に よ っ て 決 ま り き ず の 種 類 の 影 響 は 非 常 に 小 さ い こ と に な る.
1.2
0 (Do
＼
.6Φ
0.2
︑ 醜
○△
[,■ 切 削きず /.
▲
,▲ 引っか ききず
○,● 押 し込み きず /
02468101214161820 a/%
(a)0‑45。
図3.9(a)破 断 伸 び に 及 ぼ す α の 影 響(A10700)
44
1.2
■ー田‑:
誤 鴫 匪 o 亀
︒︒△
・ ♂ △ 障
1
o.$
0
① 0.6
＼ 軋
①