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図4,16拡 散 くび れ 形状 を 考慮 した 破 断 方 位
破 断 方 位 ψf'?は ψ(1に 比 べ て ゴFBE!△ φ ド)だ け 小 さ い と 考 え る . .∠BCA・ ∠BDAと な る と 仮 定 す る .
す な わ ち,
ψi:三 嵐=ψfド ー △ ψf
i4.5i
△ ψ1撤は 次 の よ う に 仮 定 し て 求 め る.拡 散 く び れ の 及 ぶ 範 囲 は 最 大 荷1即 芋の 板 幅 と 同 じ 長 さ の 範 囲 で あ る と す る.ま た,最 大 荷 ・巨点 で の ひ ず みCC.。は11値 に 等 し い と す る ・ さ ら に 局 部 く び れ 発 生 条 件 ま で に く び れ 内 中 心 部 で は さ ら にr・nだ け ひ ず み が 増 加 す る と 考 え る.す な わ ち,最 終 的 に ε,はn+nrで あ り 式(4 .2)と な る も の と す る.
さ て,拡 散 く び れ 部 の 形 状 を2対 の 四 角 錐 台 と し,体 積 ・定 条 件 を 川 い,最 終 的 な 拡 散 く び れ の 長 さ をL,と す れ ば,
L,は 次 式 で 求 め ら れ る.
W・2t・=13・L・ 糊 ・5W・)t・(W・ ・0.5W臨}
こ れ を 川 い れ ば,
X4.6
69
r lt,Wl
△ ψ
f綻=ta11(4.7)L
f
た だ し,t〔 ・t,,en,t、,‑t,en〔i「l
W,・W。en,T'li二W。ernlr
こ こ で,添 え 字oは 変 形1/.IJU,uは 拡 散 く び れ 時,fは 破 断 時 を 意 味 す る 。
式(4.6)(4.7)か ら 破 断 角 度 を 求 め,さ ら に 式(4.1)よ り 得 ら れ た 初 期 き ず 角 度 の 計 算 結 果 を 表4.5に 示 す.il/iIIと の 差 はJ・.以 内 と な っ た.す な わ ち,n値,r 値 を 川 い て 拡 散 く び れ の 形 状 を 考 慮 し,破 断 ノ∫位 を 求 め て,変 形 前 の き ず 方 位 を 求 め れ ば,き ず 部 破 断 し や す い き ず ノ∫位 を 〕ウ測 で き る こ と が わ か っ た 。
表4,5拡 散 くびれ 形 状 を 考慮 した 破 断 方位 と初 期 きず 方 位IA10)
きず 方位
o°採 取 方 向 θ 45.
一一 一 90°
ψmin 12° 一11° 16°
一 『 1
ψ 。♂ 116。14,7. 18.3°
ψf2* 29.1°129.3° 29.3°
次 項 で はn、 、nで も α 。が0以 ヒの 値 を 示 す 理 由 に つ い て 検 討 す る.
7U
4.4.2ψ̲,で も α 。>0の 値 を 示 す 理 山 に つ い て
UI;はr 初 期 き ず 方 位 で あ りT破 断 伸 び 主 で 変 形1と き き ず 部 破 断 しや す い 方 位Q転 と た る.そ の と き α は 非 常 に 小 さ な 値 で 破 断 す る も の と 推 定 さ れ る に も か か わ ら ずQ'.>0%で あ る こ と は,礁 方 位 に 存 在 す る ノぐ面 き ず 以 外 に,破 断 箇 所 を 律 す る 他 の 因fが 存 在 す る こ と を 示 唆 す る.す な わ ら,表 面 粗 さ の 増 大 と ひ ず み 勾 配 の 発 達(お よ び そ の 結 果 と し て の 内 部 欠 陥 の 増 メくも 含 む)が 考 え ら れ る,
(1)表 面 判Lさ と の 比 較
図4。17に 破 断 後 の 表 面 粗 さ 測 定 結 果 を 示 す.こ の 場 合 は き ず 部 で 破 断 し て い な い.こ の 図 を み れ ば 破 断 部 近 傍 の 表 面1二ltさはRy=8μmで あ り,表 裏 で 考 え れ ば
16μmで あ り 最 終 板 厚0,781ml1の2.0%に な っ て い る.初 期 き ず 深 さ は α=2 .1%で あ り h=21μmの き ず で あ る が 。 こ の よ う な 浅 い き ず の 裏 側 に は き ず の 影 響 は 見 ら れ な い .
こ れ 以Lの き ず 深 さ に な れ ば き ず の 裏 側 に 板 厚 方llりの く び れ が 見 ら れ た .
α=2%程 度 の 浅 い 表 面 き ず は,裏 側 に 及 ぶ よ う な 塑 性 変 形 を 生 じ る こ と は 無 い と 見 な せ る.
そ こ で,破 断 時 の 表 面 粗 さ の2倍 以Lに 深 い き ず が 変 形 初 期 か ら 存 在 し,拡 散 く び れ 内 に あ れ ば,き ず 部 の 変 形 が 先 行 す る と 思 わ れ る.し か し,そ の 場 合 で も き 寸㍉祁f波1祈に 至 ら な い 例 も あ る.
θ=90' ψ=20.・
a=2.2%
ノ
〜
ー㌔轟
CutoffO.8mm
図 ・1.17イ 波i断 後 の,長 凶1判Lさ
一71
(2)ひ ず み 勾 配 の 影 響 に つ い て
図 ・1.]Hに4・ … 、・に 近 『い と き の 破 断 例 と し て θ=‑1のC=1c>と ￠=15の 結 果 を 示 す.(t<cz=2w)と き は き ず が く び れ 内 に あ っ て も き ず 部 で 破 断 し て い な い, こ れ は,拡 散 く び れ 発 生 に よ っ て 板 幅 ひ ず み,板 厚 ひ ず み 勾 配 が 発 達 し て い く た め 局 所 的 な 表 面 き ず の 影 響 が 弱 ま っ て し ま う 結 果 と 見 ら れ る .逆 に 見 れ ば,も し 局 部 く び れ 条 件 の ひ ず み に 至 っ た と き に,破 断 〕碇'箇 所 にd㌧,と 同 じ 方 位 の き 寸要 が 存 在 す れ ば,そ の き ず か ら 破 断 す る と 考 え ら れ る.
謬馨1聾
a2ψ ・10.1 α 二4.3%1