デジタル画像相関法と2次元非線形ハイブリッド法による非線形応力解析

摘要

弾性変形の場合，ハイブリッド法より得られた変位場が，3次元FEMの表面の変位場と一致しないことが明らかとなっている2．弾塑性変形の場合，試験片厚さ，応力三軸度，き裂形状（直線き裂，疲労予き裂），負荷レベル，材質などにより，3次元J積分の板厚方向分布が大きく変化する事は明らかとなっている．ハイブリッド法では，試験片表面の変位から平面応力を仮定して修正変位場を求め応力解析を行うが，得られた応力場が3次元物体のどの位置の応力場を評価しているか不明である．本研究では，板厚を変えたCT試験片の3次元弾塑性FEM解析をし，3次元FEMで得られた試験片表面の変位データを仮想実験データとした数値実験により，2次元非線形ハイブリッド法によるJ積分評価を行った．3次元FEMにより板厚方向のJ積分値を求め，ハイブリッド法より求めたJ積分値との関係を調べた．次に，DICより得られたアルミニウムCT試験片表面の弾塑性変形中の実験変位データを用い，2次元非線形ハイブリッド法の有用性を実証した．