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公開番号2024124746
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-13
出願番号2023032638
出願日2023-03-03
発明の名称鋼板の延性破壊限界の評価方法
出願人日本製鉄株式会社
代理人弁理士法人ブライタス
主分類G01N 3/28 20060101AFI20240906BHJP(測定;試験)
要約【課題】異なる応力状態での鋼板表面の破断限界を簡便に評価することが可能な、鋼板の延性破壊限界の評価方法を提供する。
【解決手段】鋼板の延性破壊限界の評価方法では、延性破壊限界の評価対象である鋼板を素材とし、板幅Wと板厚tとの比W/tを1.0～5.0の範囲で変化させた複数の試験片について、試験片に曲げ加工を施して取得した荷重-変位関係の試験結果と解析結果とに基づいて、鋼板の延性破壊限界を評価する。荷重-変位関係の試験結果と解析結果とに基づき決定した鋼板に割れが発生するタイミングにおける鋼板の応力三軸度-ひずみ関係を解析により取得することにより、評価対象の鋼板を素材とした部品に割れが発生するタイミングを評価することができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
延性破壊限界の評価対象である鋼板を素材とし、板幅Ｗと板厚ｔとの比Ｗ／ｔを１．０～５．０の範囲で変化させた複数の試験片について、
前記試験片に曲げ加工を施して取得した荷重－変位関係の試験結果と解析結果とに基づいて、前記鋼板の延性破壊限界を評価する、鋼板の延性破壊限界の評価方法。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記荷重－変位関係の試験結果と解析結果とに基づき決定した前記鋼板に割れが発生するタイミングにおける前記鋼板の応力三軸度－ひずみ関係を解析により取得する、請求項１に記載の鋼板の延性破壊限界の評価方法。
【請求項３】
前記鋼板の応力三軸度－ひずみ関係に基づいて、前記鋼板を素材とした部品に割れが発生するタイミングを評価する、請求項２に記載の鋼板の延性破壊限界の評価方法。
【請求項４】
延性破壊限界の評価対象である鋼板を素材とし、板幅Ｗと板厚ｔとの比Ｗ／ｔを１．０～５．０の範囲で変化させた複数の試験片について、
前記試験片に曲げ加工を施し、前記試験片に付与した荷重ＴＬと前記試験片の変位量ＴＤとについての試験荷重－変位関係を取得する試験工程と、
前記試験片について曲げ加工解析を行い、前記試験片に付与した荷重ＦＬと前記試験片の変位量ＦＤとについての解析荷重－変位関係を取得する解析工程と、
前記試験荷重－変位関係と前記解析荷重－変位関係とに基づいて、前記鋼板の延性破壊限界を評価する延性破壊限界評価工程と、
を含み、
前記延性破壊限界評価工程では、
前記試験工程において前記試験片に割れが発生したときの破断発生変位量ＴＤｃを、前記曲げ加工解析における破断発生変位量ＦＤｃとし、
前記複数の試験片それぞれの前記破断発生変位量ＦＤｃにおける前記鋼板の応力三軸度－ひずみ関係を解析により取得する、鋼板の延性破壊限界の評価方法。
【請求項５】
前記ひずみは、相当塑性ひずみ、または、最大主ひずみである、請求項２～４のいずれか１項に記載の鋼板の延性破壊限界の評価方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板の延性破壊限界の評価方法に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
板材成形解析等において、延性破壊予測は非常に重要である。従来、異なる応力状態で材料を変形させると破壊限界が変化することが知られており、例えば、切欠き付き引張試験、圧縮試験等を用いて破壊限界を評価することができる。
【０００３】
例えば特許文献１には、切欠部が形成された薄鋼板部材の引張試験により取得した脆性破面率と応力三軸度との関係と、衝撃３点曲げ試験のシミュレーションにより破断想定部の応力三軸度を算出して取得した曲げ変位と応力三軸度との関係とに基づいて、脆性破壊特性を予測する技術が開示されている。
【０００４】
また、鋼板表面の破断限界を評価する方法として、ＪＩＳＺ２２４８：２００６（金属材料曲げ試験方法）、ＶＤＡ２３８－１００（Plate Bending Test For Metallic Materials；以下、「ＶＤＡ曲げ試験」と称する。）等が規格化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１６－３１３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１に記載の技術では、引張試験に用いる試験片の加工に高い精度が要求される。また、めっき鋼板の破壊限界を評価する場合には、破壊発生箇所がめっきの被覆がない切欠部の板厚断面となるため、プレス加工や衝突等で破断が生じるめっき鋼板表面を直接評価することができない。
【０００７】
また、上述したように異なる応力状態で材料を変形させると破壊限界が変化することから、異なる応力状態での破断を評価できることが求められている。しかし、ＪＩＳＺ２２４８：２００６やＶＤＡ曲げ試験は、平面ひずみ状態を前提とした試験であり、応力状態を変化させて破断を評価するものではない。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、異なる応力状態での鋼板表面の破断限界を簡便に評価することが可能な、鋼板の延性破壊限界の評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、延性破壊限界の評価対象である鋼板を素材とし、板幅Ｗと板厚ｔとの比Ｗ／ｔを１．０～５．０の範囲で変化させた複数の試験片について、試験片に曲げ加工を施して取得した荷重－変位関係の試験結果と解析結果とに基づいて、鋼板の延性破壊限界を評価する、鋼板の延性破壊限界の評価方法が提供される。
【００１０】
荷重－変位関係の試験結果と解析結果とに基づき決定した鋼板に割れが発生するタイミングにおける鋼板の応力三軸度－ひずみ関係を解析により取得してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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