JP2003202280A - Fracture toughness characteristic evaluating method and device for non-homogeneous material ct test piece - Google Patents

Fracture toughness characteristic evaluating method and device for non-homogeneous material ct test piece

Info

Publication number
JP2003202280A
JP2003202280A JP2001401510A JP2001401510A JP2003202280A JP 2003202280 A JP2003202280 A JP 2003202280A JP 2001401510 A JP2001401510 A JP 2001401510A JP 2001401510 A JP2001401510 A JP 2001401510A JP 2003202280 A JP2003202280 A JP 2003202280A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
test piece
fracture toughness
variable
coefficient
welding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001401510A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiminobu Hojo
公伸 北条
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2001401510A priority Critical patent/JP2003202280A/en
Publication of JP2003202280A publication Critical patent/JP2003202280A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily evaluate the fracture toughness characteristic of a CT test piece composed of a non-homogeneous material without performing FEM analysis. <P>SOLUTION: This device comprises a ζ<SB>0</SB>calculating part 3 for calculating a coefficient ζ<SB>0</SB>on the basis of a crack length a and a ligament length b generated on a welding material 16, a variable calculating part 4 for calculating variables α, β to minimize the ultimate load PL of the CT test piece 14 on the basis of the coefficient ζ<SB>0</SB>, a η<SB>(i</SB>-<SB>1)</SB>calculating part 5 for calculating a coefficient η<SB>(i</SB>-<SB>1)</SB>on the basis of the variables α, β, a width W of the CT test piece 14, the crack length a, the ligament length b, a load step i, and a welding half width h of the welding material 16, a γ<SB>(i</SB>-<SB>1)</SB>calculating part 6 for calculating a coefficient γ<SB>(i</SB>-<SB>1)</SB>as the coefficient on the basis of the ligament length b, the load step i and the width W, a toughness term calculating part 7 for calculating a toughness term of the fracture toughness characteristic, an elasticity term calculating part 8 for calculating the elasticity term, and a fracture toughness characteristic acquiring part 9 for acquiring the fracture toughness characteristic by adding the elasticity term and the toughness term. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば異材継手
や、溶接継手など、非均質材によって構成されたCT試
験片の破壊靭性特性を簡易的に評価するための評価方法
および評価装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an evaluation method and an evaluation apparatus for easily evaluating the fracture toughness characteristics of a CT test piece composed of a heterogeneous material such as a dissimilar material joint or a welded joint.

【0002】[0002]

【従来の技術】ASTM等の現状の破壊靭性規格では、
試験片全体が均質材であることを前提として破壊靭性特
性を簡易的に得ることができる破壊靭性式が展開されて
いる。このため、溶接継手や異材継手等強度の非均質材
から構成される供試体に関しては、現状の破壊靭性式か
らは、簡易的な手法で破壊靭性特性を評価することがで
きない。
2. Description of the Related Art In the current fracture toughness standards such as ASTM,
Fracture toughness formulas have been developed that can easily obtain fracture toughness characteristics on the assumption that the entire test piece is a homogeneous material. For this reason, the fracture toughness characteristics cannot be evaluated by a simple method from the current fracture toughness equation for a specimen composed of a non-homogeneous material such as a welded joint or a dissimilar joint.

【0003】このため、非均質材によって構成されたC
T(Compact)試験片について破壊靭性特性を評価するた
めには、FEM解析による詳細評価を行なう必要があ
る。
Therefore, C composed of a non-homogeneous material
In order to evaluate the fracture toughness characteristics of the T (Compact) test piece, it is necessary to perform detailed evaluation by FEM analysis.

【0004】一方、非均質材によって構成された試験片
であっても、3点曲げ(3PB:3 point bending)試験
片に対しては、破壊靭性特性を簡易的に評価するための
評価式が、Joch (J.Joch, R.A.Ainsworth and T.H.Hyd
e, LIMITED LOAD AND J-ESTIMATES FOR IDEALISED PROB
LEMS OF DEEPLY CRACKED WELDED JOINTS IN PLANESTRAI
N BENDING AND TENSION, Fatigue Fracture. Engng Mas
ter. Struct. Vol.16,No.10, 1993, p1061-1079.)、Hor
net (P.Hornet and C.Eripret, EXPERIMENTALJ EVALUAT
ION FROM A LOADDISPLACEMENT CURVE FOR HOMOGENEOUS
AND OVERMATCHED SENB OR CCT SPECIMENTS, Fatigue Fr
acture. Engng Master. Struct. Vol.18. No.6, 1995,
p679-692.)、(E.Roos, U.Eisele and H.Silcher, A Pro
cedurefor the Experimental Assessment of the J-int
egral by Means of Specimensof Different Geometrie
s, Int. J. Pres. Ves.&Piping 23, 1986, p81-93.)、E
ripret (C.Eripret and P.Hornet, FRACTURE TOUGHNESS
TESTING PROCEDURES FOR STRENGTH MIS-MATCHED STRUC
TURES, Mis-matching of Interfaces and Welds,Edited
by K.H.Schwalbe and M.Kocak, 1997, p17-34)らによ
って提案されている。
On the other hand, even for a test piece composed of a non-homogeneous material, an evaluation formula for easily evaluating fracture toughness characteristics is provided for a three-point bending (3PB: 3 point bending) test piece. , Joch (J. Joch, RAAinsworth and THHyd
e, LIMITED LOAD AND J-ESTIMATES FOR IDEALISED PROB
LEMS OF DEEPLY CRACKED WELDED JOINTS IN PLANESTRAI
N BENDING AND TENSION, Fatigue Fracture. Engng Mas
ter. Struct. Vol.16, No.10, 1993, p1061-1079.), Hor
net (P.Hornet and C.Eripret, EXPERIMENTALJ EVALUAT
ION FROM A LOAD DISPLACEMENT CURVE FOR HOMOGENEOUS
AND OVERMATCHED SENB OR CCT SPECIMENTS, Fatigue Fr
acture. Engng Master. Struct. Vol.18.No.6, 1995,
p679-692.), (E.Roos, U.Eisele and H.Silcher, A Pro
cedurefor the Experimental Assessment of the J-int
egral by Means of Specimensof Different Geometrie
s, Int. J. Pres. Ves. & Piping 23, 1986, p81-93.), E
ripret (C.Eripret and P.Hornet, FRACTURE TOUGHNESS
TESTING PROCEDURES FOR STRENGTH MIS-MATCHED STRUC
TURES, Mis-matching of Interfaces and Welds, Edited
by KHSchwalbe and M. Kocak, 1997, p17-34).

【0005】これらによると、母材と母材同士を溶接す
る溶接材とから構成されてなる非均質材によって構成さ
れた3PB試験片の破壊靭性特性を、溶接材にて発生す
る亀裂長さaと、溶接材のリガメント長さbとを用い、
係数ζとして以下に示す式を用いて算出する。
According to the above, the fracture toughness characteristics of a 3PB test piece composed of a non-homogeneous material composed of a base material and a welding material for welding the base materials together show the crack length a generated in the welding material. And the ligament length b of the welding material,
The coefficient ζ 0 is calculated using the formula shown below.

【0006】[0006]

【数17】 [Equation 17]

【0007】この3PB試験片の極限荷重Pは、係数
ζ、溶接材の降伏応力σyB、3PB試験片の板厚
B、3PB試験片の幅W、亀裂長さa、母材の降伏応力
σyAに対する溶接材の降伏応力σyBの比であるミス
マッチ度M(σyB/σyA)、第1の変数α、第2の
変数βを用いて、以下に示す式のように表される。
The ultimate load P L of the 3PB test piece is a coefficient ζ 0 , a yield stress σ yB of the welding material, a plate thickness B of the 3PB test piece B, a width W of the 3PB test piece, a crack length a, and a yield of the base material. stress sigma is the ratio of the yield stress sigma yB welding material for yA mismatch degree M (σ yB / σ yA) , the first variable alpha, using a second variable beta, expressed by the equation shown below It

【0008】[0008]

【数18】 [Equation 18]

【0009】更に、3PB試験片の幅W、亀裂長さa、
溶接材の溶接半幅hを用いて、第1の変数αと第2の変
数βとの関係を示す下記式である
Further, the width W of the 3PB test piece, the crack length a,
It is the following formula which shows the relationship between the 1st variable (alpha) and the 2nd variable (beta) using the welding half width h of a welding material.

【数19】 [Formula 19]

【0010】を用いて、極限荷重Pの値が最小になる
ような第1の変数αおよび第2の変数βを算出する。
Using, the first variable α and the second variable β that minimize the value of the limit load P L are calculated.

【0011】そして、算出された第1の変数αと第2の
変数β、および3PB試験片の幅W、亀裂長さa、リガ
メント長さb、荷重ステップi、3PB試験片の幅W、
溶接材の溶接半幅h、ミスマッチ度Mを用いた式である
Then, the calculated first variable α and second variable β, the width W of the 3PB test piece, the crack length a, the ligament length b, the load step i, and the width W of the 3PB test piece,
This is an expression using the welding half width h of the welding material and the degree of mismatch M.

【数20】 [Equation 20]

【0012】から得られる係数η(i−1)と、3PB
試験片の有効板厚B、荷重変位曲線の下の塑性に関す
る面積Aplを用いた式である
The coefficient η (i-1) obtained from
It is an expression using the effective plate thickness B N of the test piece and the area A pl relating to plasticity under the load displacement curve.

【数21】 [Equation 21]

【0013】から得られる破壊靭性特性Jの荷重ステッ
プiにおける塑性項Jpl(i)と、3PB試験片の応
力拡大係数K、3PB試験片のヤング率E、3PB試験
片のポアソン比νを用いた式である
The plastic term J pl (i) at the load step i of the fracture toughness property J obtained from the above, the stress intensity factor K of the 3PB test piece, the Young's modulus E of the 3PB test piece, and the Poisson ratio ν of the 3PB test piece It was a ceremony

【数22】 [Equation 22]

【0014】から得られる破壊靭性特性Jの荷重ステッ
プiにおける弾性項Jel(i)とをそれぞれ算出す
る。
The elastic term J el (i) at the load step i of the fracture toughness characteristic J obtained from the above is calculated respectively.

【0015】更に、塑性項Jpl(i)と弾性項J
el(i)とを、下記式に基づいて加算することによっ
て、破壊靭性特性Jを取得する。
Further, the plastic term J pl (i) and the elastic term J
The fracture toughness characteristic J is obtained by adding el (i) based on the following formula.

【0016】[0016]

【数23】 [Equation 23]

【0017】このようにして取得された破壊靭性特性J
を用いて、3PB試験片の破壊靭性特性の評価が簡易的
になされている。
The fracture toughness property J thus obtained
The fracture toughness characteristics of the 3PB test piece are easily evaluated by using.

【0018】これに対して、上述したように、CT試験
片については、破壊靭性特性を簡易的に評価するための
評価式が得られていない。そのため、非均質材によって
構成されたCT試験片について正確な破壊靭性特性を評
価するためには、FEM解析が行われている。
On the other hand, as described above, with respect to the CT test piece, an evaluation formula for simply evaluating the fracture toughness characteristics has not been obtained. Therefore, in order to accurately evaluate the fracture toughness characteristics of the CT test piece composed of the non-homogeneous material, FEM analysis is performed.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】CT試験片は、3PB
試験片に対して、試験片の体積が小さくて済む。これに
よって、サーベイランス試験のように照射する場合、コ
ストのみならず照射線量の低減化が図られるのみなら
ず、通常試験でも、恒温槽やヒータ等の設備の小型化が
図られる。たとえば、厚みが25mmの供試体の場合、3P
B試験片の場合には50mm×200mmの平面面積が必要なの
に対し、CT試験片だと60mm×62.5mmの平面面積で済
む。更に、破壊靭性特性曲線を測定する場合、荷重点変
位の計測が必要とあるが、CT試験片の方が計測範囲を
広く取れ、計測が容易となるという利点がある。
The CT test piece is 3 PB.
The volume of the test piece is smaller than that of the test piece. As a result, when irradiation is performed as in a surveillance test, not only the cost but also the irradiation dose can be reduced, and the equipment such as the constant temperature bath and the heater can be downsized even in the normal test. For example, for a specimen with a thickness of 25 mm, 3P
The B test piece requires a plane area of 50 mm × 200 mm, whereas the CT test piece requires a plane area of 60 mm × 62.5 mm. Furthermore, when measuring the fracture toughness characteristic curve, it is necessary to measure the load point displacement, but the CT test piece has the advantage that the measurement range can be made wider and the measurement becomes easier.

【0020】したがって、このように3PB試験片に対
して利点を備えたCT試験片について、その破壊靭性特
性を評価する重要性、および必要性は極めて高い。
Therefore, it is very important and necessary to evaluate the fracture toughness characteristics of the CT test piece having the above advantages over the 3PB test piece.

【0021】しかしながら、FEM解析によって破壊靭
性特性を評価する場合、膨大な計算時間を要してしま
い、迅速に評価結果を得ることができないという問題が
ある。
However, when the fracture toughness characteristics are evaluated by FEM analysis, a huge amount of calculation time is required, and there is a problem that the evaluation result cannot be obtained quickly.

【0022】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、非均質材によって構成されたCT試験片の
破壊靭性特性を、FEM解析を行うことなく簡易的に評
価することが可能な非均質材CT試験片の破壊靭性特性
評価方法および破壊靭性特性評価装置を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to easily evaluate the fracture toughness characteristics of a CT test piece made of a non-homogeneous material without performing FEM analysis. It is an object of the present invention to provide a fracture toughness property evaluation method and a fracture toughness property evaluation device for a CT test piece of a non-homogeneous material.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では、以下のような手段を講じる。
In order to achieve the above object, the present invention takes the following means.

【0024】すなわち、請求項1の発明の非均質材CT
試験片の破壊靭性特性評価方法では、母材と母材同士を
溶接する溶接材とから構成されてなる非均質材によって
構成されたCT試験片の破壊靭性特性を、溶接材にて発
生する亀裂長さaと、溶接材のリガメント長さbとを用
い、以下に示す式に基づいて係数ζを算出する。
That is, the non-homogeneous material CT of the invention of claim 1
In the fracture toughness evaluation method of a test piece, the fracture toughness characteristics of a CT test piece composed of a non-homogeneous material composed of a base material and a welding material that welds the base materials together, cracks generated in the welding material Using the length a and the ligament length b of the welding material, the coefficient ζ 0 is calculated based on the formula shown below.

【0025】[0025]

【数24】 [Equation 24]

【0026】このCT試験片の極限荷重Pは、係数ζ
、溶接材の降伏応力σyB、CT試験片の板厚B、C
T試験片の幅W、亀裂長さa、母材の降伏応力σyA
対する溶接材の降伏応力σyBの比であるミスマッチ度
M(σyB/σyA)、第1の変数α、第2の変数βを
用いて、以下に示す式のように表される。
The ultimate load P L of this CT test piece has a coefficient ζ
0 , yield stress σ yB of welded material, plate thickness B, C of CT test piece
Width W of T specimen crack length a, degree of mismatch is the ratio of the yield stress sigma yB welding material for yield stress sigma yA of the base material M (σ yB / σ yA) , the first variable alpha, the second It is expressed by the following equation using the variable β of

【0027】[0027]

【数25】 [Equation 25]

【0028】更に、CT試験片の幅W、亀裂長さa、溶
接材の溶接半幅hを用いて、第1の変数αと第2の変数
βとの関係を示す下記式である
Further, using the width W of the CT test piece, the crack length a, and the welding half width h of the welding material, it is the following equation showing the relationship between the first variable α and the second variable β.

【数26】 [Equation 26]

【0029】を用いて、極限荷重Pの値が最小になる
ような第1の変数αおよび第2の変数βを算出する。
Using, the first variable α and the second variable β such that the value of the limit load P L is minimized are calculated.

【0030】そして、算出された第1の変数αと第2の
変数β、CT試験片の幅W、亀裂長さa、リガメント長
さb、荷重ステップi、溶接材の溶接半幅h、ミスマッ
チ度Mを用いた式である
Then, the calculated first variable α and second variable β, the width W of the CT test piece, the crack length a, the ligament length b, the load step i, the welding half width h of the welding material, and the degree of mismatch It is an expression using M

【数27】 [Equation 27]

【0031】から得られる係数η(i−1)と、リガメ
ント長さb、荷重ステップi、CT試験片の幅Wを用い
た式である
It is an expression using the coefficient η (i-1) obtained from, the ligament length b, the load step i, and the width W of the CT test piece.

【数28】 [Equation 28]

【0032】から得られる係数γ(i−1)と、CT試
験片の有効板厚B、荷重変位曲線の下の塑性に関する
面積Aplを用いた式である
It is an expression using the coefficient γ (i-1) obtained from the above, the effective plate thickness B N of the CT test piece, and the area A pl relating to the plasticity under the load displacement curve.

【数29】 [Equation 29]

【0033】から得られる破壊靭性特性Jの荷重ステッ
プiにおける塑性項Jpl(i)と、CT試験片の応力
拡大係数K、3PB試験片のヤング率E、CT試験片の
ポアソン比νを用いた式である
The plasticity term J pl (i) at the load step i of the fracture toughness property J obtained from the above, the stress intensity factor K of the CT test piece, the Young's modulus E of the 3PB test piece, and the Poisson's ratio ν of the CT test piece are used. It was a ceremony

【数30】 [Equation 30]

【0034】から得られる破壊靭性特性Jの荷重ステッ
プiにおける弾性項Jel(i)とをそれぞれ算出す
る。
The elastic term J el (i) at the load step i of the fracture toughness characteristic J obtained from the above is calculated respectively.

【0035】更に、塑性項Jpl(i)と弾性項J
el(i)とを、下記式に基づいて加算することによっ
て、破壊靭性特性Jを取得する。
Furthermore, the plastic term J pl (i) and the elastic term J pl
The fracture toughness characteristic J is obtained by adding el (i) based on the following formula.

【0036】[0036]

【数31】 [Equation 31]

【0037】請求項2の発明の非均質材CT試験片の破
壊靭性特性評価装置は、母材と母材同士を溶接する溶接
材とから構成されてなる非均質材によって構成されたC
T試験片の破壊靭性特性を算出し、CT試験片の破壊靭
性特性を評価する破壊靭性特性評価装置であって、第1
の係数算出手段と、変数算出手段と、第2の係数算出手
段と、第3の係数算出手段と、弾性項算出手段と、塑性
項算出手段と、破壊靭性特性取得手段と、破壊靭性特性
評価手段とを備えている。
The fracture toughness characteristic evaluation apparatus for non-homogeneous CT specimens according to the second aspect of the present invention is a C composed of a non-homogeneous material composed of a base material and a welding material for welding the base materials together.
A fracture toughness characteristic evaluation device for calculating the fracture toughness characteristic of a T test piece and evaluating the fracture toughness characteristic of a CT test piece, comprising:
Coefficient calculating means, variable calculating means, second coefficient calculating means, third coefficient calculating means, elastic term calculating means, plastic term calculating means, fracture toughness characteristic acquiring means, and fracture toughness characteristic evaluation. And means.

【0038】第1の係数算出手段は、母材と母材同士を
溶接する溶接材とから構成されてなる非均質材によって
構成されたCT試験片の破壊靭性特性を算出し、CT試
験片の破壊靭性特性を評価する破壊靭性特性評価装置で
あって、溶接材にて発生する亀裂長さaと、溶接材のリ
ガメント長さbとを用いた式である
The first coefficient calculating means calculates the fracture toughness characteristics of a CT test piece composed of a non-homogeneous material composed of a base material and a welding material for welding the base materials together, and A fracture toughness characteristic evaluation device for evaluating fracture toughness characteristics, which is an expression using a crack length a generated in a welding material and a ligament length b of the welding material.

【数32】 によって決定される係数ζを算出する。[Equation 32] The coefficient ζ 0 determined by is calculated.

【0039】変数算出手段は、第1の係数算出手段によ
って算出された係数ζと、母材の降伏応力σyB、C
T試験片の板厚B、CT試験片の幅W、亀裂長さa、母
材の降伏応力σyAに対する溶接材の降伏応力σyB
比であるミスマッチ度M、第1の変数α、および第2の
変数βを用いて、CT試験片の極限荷重Pを求める式
である
The variable calculating means includes the coefficient ζ 0 calculated by the first coefficient calculating means and the yield stress σ yB , C of the base material.
The thickness of the T test piece B, the width W of the CT test pieces, the crack length a, which is the ratio of yield stress sigma yB welding material for yield stress sigma yA of the base material mismatch degree M, the first variable alpha, and It is an expression for obtaining the ultimate load P L of the CT test piece using the second variable β.

【数33】 [Expression 33]

【0040】を、CT試験片の幅W、亀裂長さa、およ
び溶接材の溶接半幅hを用いて第1の変数αと第2の変
数βとの関係を示す式である
Is a formula showing the relationship between the first variable α and the second variable β using the width W of the CT test piece, the crack length a, and the welding half width h of the welding material.

【数34】 [Equation 34]

【0041】を用いて、極限荷重Pの値が最小になる
ような第1の変数αおよび第2の変数βを算出する。
Using, the first variable α and the second variable β that minimize the value of the limit load P L are calculated.

【0042】第2の係数算出手段は、変数算出手段によ
って算出された第1の変数αと第2の変数β、CT試験
片の幅W、亀裂長さa、リガメント長さb、荷重ステッ
プi、溶接材の溶接半幅h、およびミスマッチ度Mを用
いた式である
The second coefficient calculating means is the first variable α and the second variable β calculated by the variable calculating means, the width W of the CT test piece, the crack length a, the ligament length b, and the load step i. , The welding half width h of the welding material, and the mismatch degree M.

【数35】 [Equation 35]

【0043】から得られる係数η(i−1)を算出す
る。
The coefficient η (i-1) obtained from the above is calculated.

【0044】第3の係数算出手段は、リガメント長さ
b、荷重ステップi、およびCT試験片の幅Wを用いた
式である
The third coefficient calculating means is an equation using the ligament length b, the load step i, and the width W of the CT test piece.

【数36】 から得られる係数γ(i−1)を算出する。[Equation 36] The coefficient γ (i-1) obtained from is calculated.

【0045】塑性項算出手段は、第2の係数算出手段に
よって算出された係数η(i−1)、第3の係数算出手
段によって算出された係数γ(i−1)、CT試験片の
有効板厚B、および荷重変位曲線の下の塑性に関する
面積Aplを用いた式である
The plasticity term calculation means calculates the coefficient η (i-1) calculated by the second coefficient calculation means, the coefficient γ (i-1) calculated by the third coefficient calculation means, and the validity of the CT test piece. It is a formula using a plate thickness B N and an area A pl regarding plasticity under a load displacement curve.

【数37】 [Equation 37]

【0046】から得られる破壊靭性特性Jの荷重ステッ
プiにおける塑性項Jpl(i)を算出する。
The plastic term J pl (i) at the load step i of the fracture toughness characteristic J obtained from is calculated.

【0047】弾性項算出手段は、CT試験片の応力拡大
係数K、CT試験片のヤング率E、およびCT試験片の
ポアソン比νを用いた式である
The elastic term calculating means is an equation using the stress intensity factor K of the CT test piece, the Young's modulus E of the CT test piece, and the Poisson's ratio ν of the CT test piece.

【数38】 [Equation 38]

【0048】から得られる破壊靭性特性Jの荷重ステッ
プiにおける弾性項Jel(i)を算出する。
The elastic term J el (i) at the load step i of the fracture toughness characteristic J obtained from is calculated.

【0049】破壊靭性特性取得手段は、塑性項算出手段
によって算出された塑性項Jpl( i)と、弾性項算出
手段によって算出された弾性項Jel(i)とを加算し
た加算式
The fracture toughness characteristic obtaining means adds the addition of the plastic term J pl ( i) calculated by the plastic term calculating means and the elastic term J el (i) calculated by the elastic term calculating means.

【数39】 に基づいて破壊靭性特性Jを取得する。[Formula 39] Fracture toughness characteristic J is obtained based on

【0050】破壊靭性特性評価手段は、破壊靭性特性取
得手段によって取得された破壊靭性特性Jを用いて、C
T試験片の破壊靭性特性を評価する。
The fracture toughness property evaluation means uses the fracture toughness property J acquired by the fracture toughness property acquisition means to calculate C
The fracture toughness characteristics of the T test piece are evaluated.

【0051】このようにして簡易的に算出された非均質
材CT試験片の破壊靭性特性は、FEM解析によって詳
細に算出された破壊靭性特性とほぼ同等の解を得ること
ができる。従って、請求項1および請求項2の発明によ
って、FEM解析を実施しなくても、簡易的な手法で、
非均質材CT試験片の破壊靭性特性を迅速に得ることが
できる。
The fracture toughness characteristic of the CT test piece of the non-homogeneous material thus simply calculated can obtain a solution almost equivalent to the fracture toughness characteristic calculated in detail by the FEM analysis. Therefore, according to the inventions of claims 1 and 2, even if the FEM analysis is not performed,
Fracture toughness characteristics of non-homogeneous CT specimens can be quickly obtained.

【0052】[0052]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照しながら説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0053】図1は、本発明の実施の形態に係る非均質
材CT試験片の破壊靭性特性評価方法を適用した非均質
材CT試験片破壊靭性特性評価装置1の一例を示すブロ
ック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a non-homogeneous material CT test piece fracture toughness property evaluation apparatus 1 to which a fracture toughness property evaluation method for a non-homogeneous material CT test piece according to an embodiment of the present invention is applied. is there.

【0054】図2は、非均質材によって構成されたCT
試験片の一例を示す断面図である。このCT試験片14
は、2枚の板材である母材15を、溶接材16を用いて
溶接してなる。溶接材16の溶接厚みは2h、すなわち
溶接半幅はhとなる。aは溶接材16の亀裂長さ、bは
溶接材のリガメント長さb、WはCT試験片14の幅、
BはCT試験片の板厚である。
FIG. 2 shows a CT made of a non-homogeneous material.
It is sectional drawing which shows an example of a test piece. This CT test piece 14
Is formed by welding two base materials 15, which are plate materials, with a welding material 16. The welding thickness of the welding material 16 is 2 h, that is, the welding half width is h. a is the crack length of the welding material 16, b is the ligament length b of the welding material, W is the width of the CT test piece 14,
B is the plate thickness of the CT test piece.

【0055】すなわち、同実施の形態に係る非均質材C
T試験片の破壊靭性特性評価方法を適用した非均質材C
T試験片破壊靭性特性評価装置1は、母材15と母材1
5同士を溶接する溶接材16とから構成されてなる非均
質材によって構成されたCT試験片14の破壊靭性特性
を算出し、CT試験片14の破壊靭性特性を評価する装
置であって、パラメータ入力部2と、ζ算出部3と、
変数算出部4と、η i−1)算出部5と、γ
(i−1)算出部6と、塑性項算出部7と、弾性項算出
部8と、破壊靭性特性取得部9と、破壊靭性特性評価部
10と、結果出力部11とを備えている。
That is, the non-homogeneous material C according to the embodiment.
Non-homogeneous material C to which the fracture toughness evaluation method of T test piece is applied
The T-test piece fracture toughness property evaluation apparatus 1 includes a base material 15 and a base material 1.
A device for calculating the fracture toughness characteristics of a CT test piece 14 composed of a non-homogeneous material composed of a welding material 16 for welding 5 pieces together, and evaluating the fracture toughness characteristics of the CT test piece 14. An input unit 2, a ζ 0 calculation unit 3,
The variable calculation unit 4, the η ( i−1) calculation unit 5, and γ
(I-1) The calculation unit 6, the plastic term calculation unit 7, the elastic term calculation unit 8, the fracture toughness property acquisition unit 9, the fracture toughness property evaluation unit 10, and the result output unit 11 are provided.

【0056】パラメータ入力部2は、図2に示すような
CT試験片14の諸パラメータである溶接材16の亀裂
長さa、溶接材16のリガメント長さb、溶接材16の
溶接半幅h、溶接材16の降伏応力σyB、母材15の
降伏応力σyA、CT試験片14の板厚Bおよび有効板
厚B、CT試験片14の幅W、CT試験片14の応力
拡大係数K、CT試験片14のヤング率E、CT試験片
14のポアソン比ν、CT試験片14の荷重ステップ
i、CT試験片14の荷重変位曲線の下の塑性の関する
面積Aplの入力を受け付け、入力された諸パラメータ
を、ζ算出部3と、η(i−1)算出部5と、γ
(i−1)算出部6とにそれぞれ出力する。
The parameter input section 2 is a crack length a of the welding material 16, the ligament length b of the welding material 16, the welding half width h of the welding material 16, which are various parameters of the CT test piece 14 as shown in FIG. yield stress of the weld material 16 sigma yB, the yield stress of the base material 15 sigma yA, thickness B and the effective thickness B N of CT specimen 14, the width W of the CT test pieces 14, the stress intensity factor of the CT test piece 14 K , The Young's modulus E of the CT test piece 14, the Poisson's ratio ν of the CT test piece 14, the load step i of the CT test piece 14, the area A pl related to plasticity under the load displacement curve of the CT test piece 14, The input parameters are calculated by using the ζ 0 calculation unit 3, the η (i−1) calculation unit 5, and the γ
(I-1) Output to the calculation unit 6 and respectively.

【0057】ζ算出部3は、パラメータ入力部2から
出力されたパラメータに基づいて、亀裂長さaと、リガ
メント長さbとを用いた式である
The ζ 0 calculation unit 3 is an equation using the crack length a and the ligament length b based on the parameters output from the parameter input unit 2.

【数40】 によって係数ζを算出し、算出したζを変数算出部
4に出力する。
[Formula 40] The coefficient ζ 0 is calculated by the following, and the calculated ζ 0 is output to the variable calculation unit 4.

【0058】変数算出部4は、ζ算出部3によって算
出された係数ζと、母材15の降伏応力σyB、CT
試験片14の板厚B、CT試験片14の幅W、亀裂長さ
a、母材15の降伏応力σyAに対する溶接材16の降
伏応力σyBの比であるミスマッチ度M、変数α、およ
び変数βを用いて、CT試験片14の極限荷重Pを求
める式である
The variable calculation unit 4 calculates the coefficient ζ 0 calculated by the ζ 0 calculation unit 3 and the yield stress σ yB , CT of the base material 15.
Thickness B of the test piece 14, the width W of the CT test pieces 14, the crack length a, which is the ratio of yield stress sigma yB of the welding material 16 with respect to the yield stress sigma yA of the base member 15 mismatch degree M, variables alpha, and This is an expression for obtaining the ultimate load P L of the CT test piece 14 using the variable β.

【数41】 [Formula 41]

【0059】を、CT試験片14の幅W、亀裂長さa、
および溶接材16の溶接半幅hを用いて変数α,βとの
関係を示す式である
Is the width W of the CT test piece 14, the crack length a,
And a welding half width h of the welding material 16 is a formula showing a relationship with variables α and β.

【数42】 [Equation 42]

【0060】を用いて、極限荷重Pの値が最小になる
ような変数αおよび変数βを算出し、算出した結果をη
(i−1)算出部5に出力する。
Using, the variables α and β are calculated so that the value of the limit load P L is minimized, and the calculated result is η
(I-1) Output to the calculation unit 5.

【0061】η(i−1)算出部5は、変数算出部4か
ら出力された結果、CT試験片の幅W、亀裂長さa、リ
ガメント長さb、荷重ステップi、溶接材の溶接半幅
h、およびミスマッチ度Mを用いた式である
The η (i-1) calculation unit 5 outputs the result from the variable calculation unit 4 as a result, the width W of the CT test piece, the crack length a, the ligament length b, the load step i, and the welding half width of the welding material. It is an expression using h and the degree of mismatch M.

【数43】 から得られる係数η(i−1)を算出し、算出結果を塑
性項算出部7に出力する。
[Equation 43] The coefficient η (i-1) obtained from the above is calculated, and the calculation result is output to the plastic term calculation unit 7.

【0062】γ(i−1)算出部6は、パラメータ入力
部2から出力された諸パラメータのうちリガメント長さ
b、荷重ステップi、およびCT試験片14の幅Wを用
いた式である
The γ (i-1) calculation unit 6 is an expression using the ligament length b, the load step i, and the width W of the CT test piece 14 among the parameters output from the parameter input unit 2.

【数44】 [Equation 44]

【0063】から得られる係数γ(i−1)を算出し、
算出結果を塑性項算出部7に出力する。
The coefficient γ (i-1) obtained from
The calculation result is output to the plasticity term calculation unit 7.

【0064】塑性項算出部7は、η(i−1)算出部
5、およびγ(i−1)算出部6から出力された各算出
結果と、CT試験片14の有効板厚B、および荷重変
位曲線の下の塑性に関する面積Aplを用いた式である
The plasticity term calculation unit 7 calculates each calculation result output from the η (i-1) calculation unit 5 and the γ (i-1) calculation unit 6 and the effective plate thickness B N of the CT test piece 14, And an expression using the area A pl regarding plasticity under the load displacement curve

【数45】 [Equation 45]

【0065】から得られる破壊靭性特性Jの荷重ステッ
プiにおける塑性項Jpl(i)を算出し、算出結果を
破壊靭性特性取得部9に出力する。
The plastic term J pl (i) in the load step i of the fracture toughness characteristic J obtained from is calculated, and the calculation result is output to the fracture toughness characteristic acquisition unit 9.

【0066】弾性項算出部8は、CT試験片14の応力
拡大係数K、CT試験片14のヤング率E、およびCT
試験片14のポアソン比νを用いた式である
The elastic term calculator 8 calculates the stress intensity factor K of the CT test piece 14, the Young's modulus E of the CT test piece 14, and the CT.
This is an expression using the Poisson's ratio ν of the test piece 14.

【数46】 [Equation 46]

【0067】から得られる破壊靭性特性Jの荷重ステッ
プiにおける弾性項Jel(i)を算出し、算出結果を
破壊靭性特性取得部9に出力する。
The elastic term J el (i) of the fracture toughness characteristic J obtained from the load step i is calculated, and the calculation result is output to the fracture toughness characteristic acquisition unit 9.

【0068】破壊靭性特性取得部9は、塑性項算出部7
によって算出された塑性項Jpl( i)と、弾性項算出
部8によって算出された弾性項Jel(i)とを加算し
た加算式
The fracture toughness characteristic acquisition unit 9 is a plastic term calculation unit 7.
The addition formula in which the plasticity term J pl ( i) calculated by the above and the elastic term J el (i) calculated by the elastic term calculation unit 8 are added

【数47】 [Equation 47]

【0069】に基づいて破壊靭性特性Jを取得し、取得
した破壊靭性特性Jを破壊靭性特性評価部10に出力す
る。
The fracture toughness characteristic J is acquired based on the above, and the obtained fracture toughness characteristic J is output to the fracture toughness characteristic evaluation unit 10.

【0070】破壊靭性特性評価部10は、破壊靭性特性
取得部9によって取得された破壊靭性特性Jを用いて、
CT試験片14の破壊靭性特性を評価し、評価結果を結
果出力部11に出力する。
The fracture toughness characteristic evaluation section 10 uses the fracture toughness characteristic J acquired by the fracture toughness characteristic acquisition section 9 as follows.
The fracture toughness characteristics of the CT test piece 14 are evaluated, and the evaluation result is output to the result output unit 11.

【0071】結果出力部11は、破壊靭性特性評価部1
0から出力された評価結果を出力する。
The result output unit 11 is the fracture toughness characteristic evaluation unit 1.
The evaluation result output from 0 is output.

【0072】図3は、同実施の形態に係る非均質材CT
試験片の破壊靭性特性評価方法を適用した非均質材CT
試験片破壊靭性特性評価装置1によって取得した亀裂長
さaに対する破壊靭性特性Jである。なお、図3では、
FEM解析によって厳密に計算された破壊靭性特性F1
(平面ひずみ)及びF2(平面応力)と併せて示してい
る。
FIG. 3 shows a non-homogeneous material CT according to the same embodiment.
Non-homogeneous CT using the method for evaluating fracture toughness of test pieces
It is the fracture toughness characteristic J with respect to the crack length a acquired by the test piece fracture toughness characteristic evaluation device 1. In addition, in FIG.
Fracture toughness characteristics F1 calculated strictly by FEM analysis
(Plane strain) and F2 (plane stress) are also shown.

【0073】図3に示すように、非均質材CT試験片破
壊靭性特性評価装置1によって取得した破壊靭性特性J
は、2次元FEM解析によって厳密に計算された破壊靭
性特性F1及びF2の曲線の間にあり、よく一致してい
る。
As shown in FIG. 3, the fracture toughness property J obtained by the fracture toughness property evaluation device 1 for CT test piece of non-homogeneous material
Is between the curves of the fracture toughness characteristics F1 and F2 calculated strictly by the two-dimensional FEM analysis, and there is a good agreement.

【0074】図2に示すような評価モデルの場合、FE
M解析によって厳密計算を行った場合、通常2〜3日
(約50〜70時間)の計算時間を要するのに対して、
非均質材CT試験片破壊靭性特性評価装置1による計算
時間は約1時間である。
In the case of the evaluation model as shown in FIG. 2, FE
When exact calculation is performed by M analysis, it usually takes 2 to 3 days (about 50 to 70 hours), whereas
The calculation time by the non-homogeneous material CT test piece fracture toughness evaluation apparatus 1 is about 1 hour.

【0075】したがって、上述したような本発明の実施
の形態に係る非均質材CT試験片の破壊靭性特性評価方
法を適用した破壊靭性特性評価装置では、図4の処理流
れ図に示すように、パラメータ入力部2から、破壊靭性
特性の評価に必要な諸パラメータを入力すると、入力さ
れた諸パラメータは、ζ算出部3、γ(i−1)算出
部6、および弾性項算出部8にそれぞれ出力される(S
1)。そして、ζ算出部3では係数ζが算出され、
算出したζが変数算出部4に出力される(S2)。
Therefore, in the fracture toughness evaluation apparatus to which the fracture toughness evaluation method for non-homogeneous CT specimens according to the embodiment of the present invention is applied, as shown in the process flow chart of FIG. When the various parameters necessary for the evaluation of the fracture toughness characteristics are input from the input unit 2, the input parameters are input to the ζ 0 calculation unit 3, the γ (i−1) calculation unit 6, and the elastic term calculation unit 8, respectively. Output (S
1). Then, the ζ 0 calculation unit 3 calculates the coefficient ζ 0 ,
The calculated ζ 0 is output to the variable calculation unit 4 (S2).

【0076】次に、ζ算出部3によって算出された係
数ζと、母材15の降伏応力σ 、CT試験片14
の板厚B、CT試験片14の幅W、亀裂長さa、母材1
5の降伏応力σyAに対する溶接材16の降伏応力σ
yBの比であるミスマッチ度M、変数α、および変数β
を用いて、極限荷重Pの値が最小になるような変数α
および変数βが、変数算出部4によって算出され、算出
結果がη(i−1)算出部5に出力される(S3)。
Next, the coefficient ζ 0 calculated by the ζ 0 calculator 3, the yield stress σ y B of the base material 15, the CT test piece 14
Thickness B, width W of CT test piece 14, crack length a, base material 1
5 yield stress σ yA yield stress WE of weld material 16
Mismatch degree M that is the ratio of yB , variable α, and variable β
By using a variable α that minimizes the value of the limit load P L
Then, the variable β is calculated by the variable calculator 4, and the calculation result is output to the η (i−1) calculator 5 (S3).

【0077】η(i−1)算出部5では、ステップS3
において変数算出部4から出力された結果、およびCT
試験片の幅W、亀裂長さa、リガメント長さb、荷重ス
テップi、溶接材の溶接半幅h、およびミスマッチ度M
に基づいて、係数η(i−1 が算出され、算出結果が
塑性項算出部7に出力される(S4)。
In the η (i-1) calculation unit 5, step S3
Output from the variable calculation unit 4 in
Width W of test piece, crack length a, ligament length b, load step i, welding half width h of welding material, and degree of mismatch M
Based on the above, the coefficient η (i−1 ) is calculated, and the calculation result is output to the plastic term calculation unit 7 (S4).

【0078】γ(i−1)算出部6では、ステップS1
においてパラメータ入力部2から出力された諸パラメー
タのうちリガメント長さb、荷重ステップi、およびC
T試験片14の幅Wに基づいて係数γ(i−1)が算出
され、算出結果が塑性項算出部7に出力される(S
5)。
In the γ (i-1) calculation unit 6, step S1
Among the parameters output from the parameter input unit 2 in step 1, the ligament length b, the load step i, and C
The coefficient γ (i-1) is calculated based on the width W of the T test piece 14, and the calculation result is output to the plastic term calculation unit 7 (S
5).

【0079】塑性項算出部7では、ステップS4におい
てη(i−1)算出部5から、およびステップS5にお
いてγ(i−1)算出部6から出力された各算出結果
と、CT試験片14の有効板厚B、および荷重変位曲
線の下の塑性に関する面積A とに基づいて、荷重ス
テップiにおける破壊靭性特性Jの塑性項Jpl(i)
が算出され、算出結果が破壊靭性特性取得部9に出力さ
れる(S6)。
In the plasticity term calculation unit 7, the CT test piece 14 and each calculation result output from the η (i-1) calculation unit 5 in step S4 and from the γ (i-1) calculation unit 6 in step S5. based on the area a p l on plastic under the effective thickness B N, and the load displacement curve of the plastic section J pl of fracture toughness properties J of the load step i (i)
Is calculated and the calculation result is output to the fracture toughness property acquisition unit 9 (S6).

【0080】弾性項算出部8では、ステップS1におい
てパラメータ入力部2から出力された諸パラメータのう
ちCT試験片14の応力拡大係数K、CT試験片14の
ヤング率E、およびCT試験片14のポアソン比νが用
いられ、荷重ステップiにおける破壊靭性特性Jの弾性
項Jel(i)が算出され、算出結果が破壊靭性特性取
得部9に出力される(S7)。
The elastic term calculation unit 8 calculates the stress intensity factor K of the CT test piece 14, the Young's modulus E of the CT test piece 14, and the CT test piece 14 of the parameters output from the parameter input unit 2 in step S1. The Poisson's ratio ν is used to calculate the elastic term J el (i) of the fracture toughness characteristic J at the load step i, and the calculation result is output to the fracture toughness characteristic acquisition unit 9 (S7).

【0081】破壊靭性特性取得部9では、ステップS6
において出力された塑性項Jpl( i)と、ステップS
7において出力された弾性項Jel(i)とを加算する
ことによって破壊靭性特性Jが取得される。そして、取
得した破壊靭性特性Jが破壊靭性特性評価部10に出力
される(S8)。
In the fracture toughness characteristic acquiring section 9, step S6
And the plasticity term J pl ( i) output in step S
The fracture toughness characteristic J is obtained by adding the elastic term J el (i) output in 7. Then, the obtained fracture toughness characteristic J is output to the fracture toughness characteristic evaluation unit 10 (S8).

【0082】破壊靭性特性評価部10では、破壊靭性特
性取得部9から出力された破壊靭性特性Jを用いて、C
T試験片14の破壊靭性特性が評価され、評価結果が結
果出力部11に出力される(S9)。そして、結果出力
部11から図3にその一例を示すような評価結果が出力
される(S10)。
The fracture toughness characteristic evaluation unit 10 uses the fracture toughness characteristic J output from the fracture toughness characteristic acquisition unit 9 to calculate C
The fracture toughness characteristics of the T test piece 14 are evaluated, and the evaluation result is output to the result output unit 11 (S9). Then, the result output unit 11 outputs an evaluation result, an example of which is shown in FIG. 3 (S10).

【0083】このようにして簡易的に算出された非均質
材CT試験片の破壊靭性特性は、図3に示すように、F
EM解析によって詳細に算出された破壊靭性特性とほぼ
同等の解を得ることができる。図2に示すような評価モ
デルの場合、FEM解析によって厳密計算を行った場
合、通常2〜3日(約50〜70時間)の計算時間を要
するのに対して、非均質材CT試験片破壊靭性特性評価
装置1による計算時間は約1時間である。すなわち、本
発明の実施の形態に係る非均質材CT試験片の破壊靭性
特性評価方法を適用した非均質材CT試験片の破壊靭性
特性評価装置1を用いることによって、FEM解析によ
る厳密計算によるものと同等の結果を、容易に、かつ迅
速に得ることが可能となる。
The fracture toughness characteristics of the CT test piece of the non-homogeneous material thus simply calculated are F as shown in FIG.
It is possible to obtain a solution almost equivalent to the fracture toughness characteristics calculated in detail by EM analysis. In the case of the evaluation model as shown in FIG. 2, when the strict calculation is performed by the FEM analysis, the calculation time of 2-3 days (about 50 to 70 hours) is usually required, whereas the CT test piece fracture of the non-homogeneous material is required. The calculation time by the toughness evaluation apparatus 1 is about 1 hour. That is, by using the fracture toughness characteristic evaluation apparatus 1 for a non-homogeneous material CT test piece to which the fracture toughness characteristic evaluation method for a non-homogeneous material CT test piece according to the embodiment of the present invention is applied, a precise calculation by FEM analysis is performed. It is possible to easily and quickly obtain the same result as.

【0084】以上、本発明の好適な実施の形態につい
て、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかか
る構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技
術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更
例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及
び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと
了解される。
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such configurations. Within the scope of the technical idea of the invention as claimed in the claims, those skilled in the art can come up with various modifications and modifications, and the modifications and modifications are also within the technical scope of the present invention. Be understood to belong to.

【0085】[0085]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
非均質材によって構成されたCT試験片の破壊靭性特性
を、FEM解析を行うことなく簡易的に評価することが
可能な非均質材CT試験片の破壊靭性特性評価方法およ
び破壊靭性特性評価装置を実現することができる。
As described above, according to the present invention,
A fracture toughness property evaluation method and a fracture toughness property evaluation device for a heterogeneous material CT test piece capable of easily evaluating the fracture toughness property of a CT test piece composed of a non-homogeneous material without performing FEM analysis. Can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係る非均質材CT試験片
の破壊靭性特性評価方法を適用した非均質材CT試験片
破壊靭性特性評価装置の一例を示すブロック構成図
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a non-homogeneous material CT test piece fracture toughness property evaluation apparatus to which a fracture toughness property evaluation method for a non-homogeneous material CT test piece according to an embodiment of the present invention is applied.

【図2】非均質材によって構成されたCT試験片の一例
を示す断面図
FIG. 2 is a sectional view showing an example of a CT test piece made of a non-homogeneous material.

【図3】同実施の形態に係る非均質材CT試験片の破壊
靭性特性評価方法を適用した非均質材CT試験片破壊靭
性特性評価装置によって取得された破壊靭性特性をFE
M解析による破壊靭性特性と比較した図
FIG. 3 is a FE image showing fracture toughness characteristics acquired by the fracture toughness characteristic evaluation apparatus for non-homogeneous material CT test pieces to which the fracture toughness evaluation method for non-homogeneous material CT test pieces according to the same embodiment is applied.
Figure comparing with fracture toughness characteristics by M analysis

【図4】同実施の形態に係る非均質材CT試験片の破壊
靭性特性評価方法を適用した破壊靭性特性評価装置にお
ける処理流れ図
FIG. 4 is a process flow chart in a fracture toughness property evaluation apparatus to which a fracture toughness property evaluation method for a heterogeneous CT test piece according to the same embodiment is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…非均質材CT試験片破壊靭性特性評価装置 2…パラメータ入力部 3…ζ算出部 4…変数算出部 5…η(i−1)算出部 6…γ(i−1)算出部 7…塑性項算出部 8…弾性項算出部 9…破壊靭性特性取得部 10…破壊靭性特性評価部 11…結果出力部 14…CT試験片 15…母材 16…溶接材DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Nonhomogeneous material CT test piece fracture toughness property evaluation apparatus 2 ... Parameter input part 3 ... ζ 0 calculation part 4 ... Variable calculation part 5 ... η (i-1) calculation part 6 ... γ (i-1) calculation part 7 ... Plastic term calculation section 8 ... Elastic term calculation section 9 ... Fracture toughness characteristic acquisition section 10 ... Fracture toughness characteristic evaluation section 11 ... Result output section 14 ... CT test piece 15 ... Base metal 16 ... Welding material

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 母材と前記母材同士を溶接する溶接材と
から構成されてなる非均質材によって構成されたCT試
験片の破壊靭性特性を、前記溶接材にて発生する亀裂長
さaと、前記溶接材のリガメント長さbとを用いた式で
ある 【数1】 によって決定される係数ζと、前記溶接材の降伏応力
σyB、前記CT試験片の板厚B、前記CT試験片の幅
W、前記亀裂長さa、前記母材の降伏応力σyAに対す
る前記溶接材の降伏応力σyBの比であるミスマッチ度
M、第1の変数α、第2の変数βを用いて前記CT試験
片の極限荷重Pを求める式である 【数2】 を、前記CT試験片の幅W、前記亀裂長さa、前記溶接
材の溶接半幅hを用いて、前記第1の変数αと前記第2
の変数βとの関係を示す式である 【数3】 を用いて、前記極限荷重Pの値が最小になるような前
記第1の変数αおよび前記第2の変数βを算出し、 前記算出された第1の変数αと第2の変数β、前記亀裂
長さa、前記リガメント長さb、荷重ステップi、前記
CT試験片の幅W、前記溶接材の溶接半幅h、前記ミス
マッチ度Mを用いた式である 【数4】 から得られる係数η(i−1)と、 前記リガメント長さb、前記荷重ステップi、前記CT
試験片の幅Wを用いた式である 【数5】 から得られる係数γ(i−1)と、 前記CT試験片の有効板厚B、荷重変位曲線の下の塑
性に関する面積Aplを用いた式である 【数6】 から得られる破壊靭性特性Jの前記荷重ステップiにお
ける塑性項Jpl(i)と、 前記CT試験片の応力拡大係数K、前記CT試験片のヤ
ング率E、前記CT試験片のポアソン比νを用いた式で
ある 【数7】 から得られる破壊靭性特性Jの前記荷重ステップiにお
ける弾性項Jel(i)と、 前記塑性項Jpl(i)と前記弾性項Jel(i)とを
加算した加算式 【数8】 とを用いることによって前記破壊靭性特性Jを取得し、
この破壊靭性特性Jを用いて前記CT試験片の破壊靭性
特性を評価するようにした非均質材CT試験片の破壊靭
性特性評価方法。
1. A fracture toughness characteristic of a CT test piece composed of a non-homogeneous material composed of a base material and a welding material for welding the base materials together, and a crack length a generated in the welding material. And the ligament length b of the welding material, A coefficient zeta 0 determined by the yield stress sigma yB of the welding material, plate thickness B of the CT test pieces, the width W of the CT test pieces, the crack length a, for yield stress sigma yA of the base material It is an expression for obtaining the ultimate load P L of the CT test piece using the mismatch degree M which is the ratio of the yield stress σ yB of the welded material, the first variable α and the second variable β. By using the width W of the CT test piece, the crack length a, and the welding half width h of the welding material, the first variable α and the second variable α
Is a formula showing the relationship with the variable β of Is used to calculate the first variable α and the second variable β such that the value of the ultimate load P L is minimized, and the calculated first variable α and second variable β, It is an expression using the crack length a, the ligament length b, the load step i, the width W of the CT test piece, the welding half width h of the welding material, and the degree of mismatch M. From the coefficient η (i-1) , the ligament length b, the load step i, the CT
This is an expression using the width W of the test piece. Is a formula using the coefficient γ (i-1) obtained from the above, the effective plate thickness B N of the CT test piece, and the area A pl relating to plasticity under the load displacement curve. The plastic term J pl (i) in the load step i of the fracture toughness property J obtained from the above, the stress intensity factor K of the CT test piece, the Young's modulus E of the CT test piece, and the Poisson's ratio ν of the CT test piece are The formula used is [Equation 7] The addition formula [Equation 8] obtained by adding the elastic term Jel (i) at the load step i of the fracture toughness characteristic J obtained from the above and the plastic term Jpl (i) and the elastic term Jel (i). The fracture toughness property J is obtained by using
A fracture toughness property evaluation method for a non-homogeneous CT test piece, wherein the fracture toughness property of the CT test piece is evaluated using the fracture toughness property J.
【請求項2】 母材と前記母材同士を溶接する溶接材と
から構成されてなる非均質材によって構成されたCT試
験片の破壊靭性特性を算出し、前記CT試験片の破壊靭
性特性を評価する破壊靭性特性評価装置であって、 前記溶接材にて発生する亀裂長さaと、前記溶接材のリ
ガメント長さbとを用いた式である 【数9】 によって決定される係数ζを算出する第1の係数算出
手段と、 前記第1の係数算出手段によって算出された係数ζ
と、前記母材の降伏応力σyB、前記CT試験片の板
厚B、前記CT試験片の幅W、前記亀裂長さa、前記母
材の降伏応力σyAに対する前記溶接材の降伏応力σ
yBの比であるミスマッチ度M、第1の変数α、および
第2の変数βを用いて、前記CT試験片の極限荷重P
を求める式である 【数10】 を、前記CT試験片の幅W、前記亀裂長さa、および前
記溶接材の溶接半幅hを用いて前記第1の変数αと前記
第2の変数βとの関係を示す式である 【数11】 を用いて、前記極限荷重Pの値が最小になるような前
記第1の変数αおよび前記第2の変数βを算出する変数
算出手段と、 前記変数算出手段によって算出された第1の変数αと第
2の変数β、前記亀裂長さa、前記リガメント長さb、
荷重ステップi、前記CT試験片の幅W、前記溶接材の
溶接半幅h、および前記ミスマッチ度Mを用いた式であ
る 【数12】 から得られる係数η(i-1)を算出する第2の係数算出手
段と、 前記リガメント長さb、前記荷重ステップi、および前
記CT試験片の幅Wを用いた式である 【数13】 から得られる係数γ(i−1)を算出する第3の係数算
出手段と、 前記第2の係数算出手段によって算出された係数η
(i−1)、第3の係数算出手段によって算出された係
数γ(i−1)、前記CT試験片の有効板厚B、およ
び荷重変位曲線の下の塑性に関する面積Aplを用いた
式である 【数14】 から得られる破壊靭性特性Jの前記荷重ステップiにお
ける塑性項Jpl(i)を算出する塑性項算出手段と、 前記CT試験片の応力拡大係数K、前記CT試験片のヤ
ング率E、および前記CT試験片のポアソン比νを用い
た式である 【数15】 から得られる破壊靭性特性Jの前記荷重ステップiにお
ける弾性項Jel(i)を算出する弾性項算出手段と、 前記塑性項算出手段によって算出された塑性項J
pl(i)と、前記弾性項算出手段によって算出された
弾性項Jel(i)とを加算した加算式 【数16】 に基づいて前記破壊靭性特性Jを取得する破壊靭性特性
取得手段と、 前記破壊靭性特性取得手段によって取得された破壊靭性
特性Jを用いて、前記CT試験片の破壊靭性特性を評価
する破壊靭性特性評価手段とを備えた非均質材CT試験
片の破壊靭性特性評価装置。
2. A fracture toughness property of a CT test piece composed of a non-homogeneous material composed of a base material and a welding material for welding the base materials together is calculated, and the fracture toughness property of the CT test piece is calculated. It is a fracture toughness characteristic evaluation device for evaluating, and is an expression using a crack length a generated in the welding material and a ligament length b of the welding material. And a coefficient ζ calculated by the first coefficient calculating means, the first coefficient calculating means calculating a coefficient ζ 0 determined by
0 , the yield stress σ yB of the base material, the plate thickness B of the CT test piece, the width W of the CT test piece, the crack length a, the yield stress of the welded material with respect to the yield stress σ yA of the base material σ
Using the mismatch degree M, which is the ratio of yB , the first variable α, and the second variable β, the ultimate load P L of the CT test piece is used.
Is an expression for obtaining Is a formula showing the relationship between the first variable α and the second variable β using the width W of the CT test piece, the crack length a, and the welding half width h of the welding material. 11] Using a variable calculation means for calculating the first variable α and the second variable β such that the value of the limit load P L is minimized, and the first variable calculated by the variable calculation means. α and the second variable β, the crack length a, the ligament length b,
It is an expression using the load step i, the width W of the CT test piece, the welding half width h of the welding material, and the degree of mismatch M. Is a formula using the second coefficient calculating means for calculating the coefficient η (i-1) obtained from the above, the ligament length b, the load step i, and the width W of the CT test piece. And a coefficient η calculated by the second coefficient calculating means, the third coefficient calculating means calculating the coefficient γ (i-1) obtained from
(I-1) , the coefficient γ (i-1) calculated by the third coefficient calculating means, the effective plate thickness B N of the CT test piece, and the area A pl relating to plasticity under the load displacement curve were used. Which is an expression Plasticity term calculation means for calculating the plasticity term J pl (i) of the fracture toughness characteristic J obtained from the above, the stress intensity factor K of the CT test piece, the Young's modulus E of the CT test piece, and the This is an expression using the Poisson's ratio ν of the CT test piece. Elastic term calculation means for calculating the elastic term Jel (i) of the fracture toughness characteristic J obtained from the load step i, and the plastic term J calculated by the plastic term calculation means.
pl (i) and the elastic term J el (i) calculated by the elastic term calculating means are added to obtain the addition formula: Fracture toughness characteristic obtaining means for obtaining the fracture toughness characteristic J on the basis of the fracture toughness characteristic J, and fracture toughness characteristic J obtained by the fracture toughness characteristic obtaining means for evaluating the fracture toughness characteristic of the CT test piece. An apparatus for evaluating fracture toughness characteristics of a CT test piece of a non-homogeneous material, comprising an evaluation means.
JP2001401510A 2001-12-28 2001-12-28 Fracture toughness characteristic evaluating method and device for non-homogeneous material ct test piece Withdrawn JP2003202280A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001401510A JP2003202280A (en) 2001-12-28 2001-12-28 Fracture toughness characteristic evaluating method and device for non-homogeneous material ct test piece

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001401510A JP2003202280A (en) 2001-12-28 2001-12-28 Fracture toughness characteristic evaluating method and device for non-homogeneous material ct test piece

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003202280A true JP2003202280A (en) 2003-07-18

Family

ID=27640180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001401510A Withdrawn JP2003202280A (en) 2001-12-28 2001-12-28 Fracture toughness characteristic evaluating method and device for non-homogeneous material ct test piece

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003202280A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1997578A1 (en) * 2006-03-22 2008-12-03 Nippon Steel Corporation High heat input butt-welded joint excelling in brittle fracturing resisting performance and method of verifying brittle fracturing resisting performance of high heat input butt-welded joint
JP2010160028A (en) * 2009-01-07 2010-07-22 Toshiba Corp Method for evaluating breaking strength of different material joint part

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1997578A1 (en) * 2006-03-22 2008-12-03 Nippon Steel Corporation High heat input butt-welded joint excelling in brittle fracturing resisting performance and method of verifying brittle fracturing resisting performance of high heat input butt-welded joint
EP1997578A4 (en) * 2006-03-22 2009-11-11 Nippon Steel Corp High heat input butt-welded joint excelling in brittle fracturing resisting performance and method of verifying brittle fracturing resisting performance of high heat input butt-welded joint
CN101360581B (en) * 2006-03-22 2012-02-01 新日本制铁株式会社 High heat input butt-welded joint excelling in brittle fracturing resisting performance and method of verifying brittle fracturing resisting performance of high heat input butt-welded joint
JP2010160028A (en) * 2009-01-07 2010-07-22 Toshiba Corp Method for evaluating breaking strength of different material joint part

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sheppard et al. Fatigue life estimation in resistance spot welds: initiation and early growth phase
JP3677219B2 (en) Apparatus and method for measuring temperature stress of concrete structure
Verstraete et al. Evaluation and interpretation of ductile crack extension in SENT specimens using unloading compliance technique
JP6119451B2 (en) Fatigue life prediction method for thin plate laser welds
JP6179356B2 (en) Method for predicting fracture strain of welded portion, prediction system, and method for manufacturing member having welded portion
Navarro-Gregori et al. Experimental study on the steel-fibre contribution to concrete shear behaviour
JP6175947B2 (en) Method for predicting fracture limit line of welded portion, prediction system, and method for manufacturing member having welded portion
Wagoner Comparison of plane-strain and tensile work hardening in two sheet steel alloys
JP2003202280A (en) Fracture toughness characteristic evaluating method and device for non-homogeneous material ct test piece
Asghari et al. CVN–KJC correlation model for API X65 gas pipeline
Jirandehi et al. Strain energy-based fatigue failure analyses of LB-PBF Inconel 718: Effect of build orientation
JP2011043339A (en) Method for estimating external force acting on water passage tunnel
Wang et al. Effects of geometry, temperature, and test procedure on reported failure strains from simulated wide plate tests
Schwalbe et al. Recommendations for a modification of ASTM E 1457 to include creep-brittle materials
CN113670720B (en) Method for predicting fatigue life of brazing welding joint based on finite volume strain energy
JP7015228B2 (en) Concrete strength measurement method
KR101864335B1 (en) System to Calculate Robustness Number for Weld Zone of Structural Steel and the Method
JP6277779B2 (en) Method for calculating fracture limit line of welded portion, calculation system, and method for manufacturing member having welded portion
JP4239733B2 (en) Diagnostic method for concrete
JP2009098055A (en) Method for estimating compressive strength of concrete
Lindqvist Fatigue strengths thickness dependence in welded construction
Sorem et al. A comparison of the J-integral and CTOD parameters for short crack specimen testing
Anisovich Measurement of Steel Structure Elements in the Specialized Module of the IMAGE-SP Image Processing Software
Zofka et al. Investigation of asphalt mixture creep behavior using thin beam specimens
Last et al. Analysis and tests in support of upgrading the JET toroidal field to 4 Tesla

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20050301