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弾塑性破壊力学

elastoplastic fracture mechanics, elasticplastic fracture mechanics

 非線形破壊力学ということもある.き裂先端部の塑性域寸法が,き裂長さや試験片の代表寸法などに比べ無視できないほど大きくなると,き裂先端の応力・ひずみ場を線形弾性破壊力学に基づく応力拡大係数Kで代表させることはできない.塑性や材料非線形性の影響を考慮し,線形弾性破壊力学を拡張して,き裂の挙動を連続体力学的に取扱うものが弾塑性破壊力学である.弾塑性破壊力学においても,き裂先端の場の表示を出発点とする立場と,エネルギー的議論を出発点とする立場がある.まず前者では,材料の応力-ひずみ関係に非線形性が存在しても,き裂先端近傍にはHRR特異応力-ひずみ場が存在し,したがってその場を単一パラメータで表示できることが基礎となる.この特異場の単一パラメータ表示には,弾塑性破壊力学パラメータが用いられる.代表的な弾塑性破壊力学パラメータとしては,J積分,き裂先端開口変位(CTOD)などがある.クリープのような時間依存性のある問題に対しては,クリープJ積分(修正J積分)が用いられる.一方,線形弾性破壊力学におけるエネルギー解放率と同様に,エネルギー的立場から弾塑性き裂を取扱う立場があり,\(\hat{J}\)積分やT積分などのJ積分を拡張した種々の積分が提案されている.【破壊力学