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日本建築学会大会学術講演梗概集（東海） 2021 年 9 月

35 度開先面に融合不良を有する接合部の繰返し載荷実験
その 8 欠陥位置の影響 実験結果および考察
正会員
同開先面
繰返し載荷

融合不良
欠陥位置

○服部 和徳*宗川 陽祐*

同見波進**

溶接欠陥
欠陥率1.はじめに前報（その 7）に引き続き、本報（その 8）では、実験

4.考察
図 3 に最大耐力 Pmax―端部からの距離関係を示す。既往結果および塑性変形能力について述べる。の研究と同様、中央欠陥に比べ、端部欠陥の方が最大耐2.実験結果
表 1 に実験結果一覧を示す。表 1 には、応力拡大係数

力は、小さい結果であった。また、端部からの距離が大きくなるにつれて、最大耐力は大きくなる傾向であった。の形状係数 FI,A(λ, ε)を併せて示す。形状係数の算出方法は、

No.1

また、図 2 に荷重-変位関係から求めたスケルトン曲線のP [kN]比較を示す。累積塑性変形倍率 ηw は、実験結果から得られた荷重-変位曲線の正側のすべてのループについて足し‐60‐402001001000‐100‐200‐200‐300‐300204060‐60300300200200100100‐100最大荷重まで)
Pp：全塑性時荷重

4000W：スケルトン曲線から求めたエネルギー(正側：‐60‐40‐200‐300‐300204060‐60250

P [kN]

300200P [kN]

1000200

的には延性亀裂を起点に脆性破断をしている。No.5 試験‐300体は、他の試験体と同様に溶接欠陥から延性破壊が進展

50‐400‐200表1
欠陥率端部からの距離

Pmax

‐40図1
実験結果一覧
δmax

No.1
No.2
No.3
No.4
No.5

150‐100100‐6060350

300‐200し、ゆっくりと荷重が低下し延性的に破断した。

40400400

欠陥から延性亀裂が進展しながら荷重低下を呈し、最終欠陥長さ 欠陥深さ

‐400‐200‐40δ [mm]No.5ら延性亀裂が進展している。No.1～No.4 試験体は、溶接200δ [mm]3.破壊性状破壊性状を写真 1 に示す。いずれの試験体も溶接欠陥か

60‐100‐200‐400‐200δp：全塑性時弾性変位40No.4400P [kN]…式(2)20δ [mm]

No.3

Wtotal：破壊までの累積エネルギー(正側)

試験体名‐400‐200‐40δ [mm]P [kN]

𝜂300

200‐400‐200重まで)のエネルギーW を Pp、δp で除して算出した。

…式(1)300‐100て算出した。

𝜂4000合わせたもの（＝Wtotal）を以下のように Pp、δp で除し累積塑性変形倍率 ηs は、スケルトン曲線(正側：最大荷No.2400P [kN]（その 7）を参照されたい。図 1 に荷重-変位関係を示す。

2040060δ [mm]

02040
δ [mm]

6080

荷重－変形関係

図2スケルトン曲線

F1A(λ、ε)

亀裂発生
サイクル

破壊サイクル22.5

2.000046延性、脆性

27.3

1.346046延性、脆性

7.01

32.5

1.148347延性、脆性

8.89

36.5

1.050747延性、脆性

10.12

39.3

1.0246

47延性

ηｓmm

mm

%mm

kNmm

No.1

20108.00

10330.44

26.75

5.97

No.2

20108.00

15333.04

26.01

6.55

No.3

20108.00

20346.76

30.59

No.4

20108.00

35355.80

40.60

No.5

20108.0050358.2433.06

ηw

破壊性状

Pmax：最⼤荷重、δmax：最⼤荷重時の変位、ηs：スケルトン曲線から算出した累積塑性変形倍率
ηw：累積塑性変形倍率、F1A(λ、ε)：偏⼼き裂をもつ帯板が⼀様に引張られる場合の応⼒拡⼤係数Kの形状係数

Cyclic loading test of joints with lack-of-fusion defect at 35 degrees groove facePart 8: Influence of defect position; experimental results
Kazunori Hattori, Susumu Minami, Yosuke Sokawa― 611 ―

図 4 に ηs―端部からの距離関係を示す。図 5 に ηw-端部からの距離関係を示す。ηs および ηw についても、最大耐5.まとめ
欠陥の位置に着目した曲げ破壊試験を実施した結果、力と同様の傾向があり、端部からの距離が大きくなるに以下のことが明らかとなった。

つれて、変形能力は大きくなる傾向であった。

１） 欠陥位置がフランジ端部からの距離が大きくなるに端部からの距離が大きくなるにつれて、応力拡大係数つれて、耐力および塑性変形能力は大きくなる。

は小さくなり、一方、変形能力は逆に大きくなることが２） フランジ端部からの距離と変形能力の関係について分かった。そこで、中央欠陥の値(試験体 No.5)を基準には、破壊パラメータ応力拡大係数 K で概ねその傾向して、その逆数を無次元化した結果の一覧表を表 2 に示

無次元化逆数（𝜂 ）無次元化逆数（𝜂 ）は説明が出来る。
３） 欠陥率が同じであっても、欠陥位置により耐力およす。無次元化逆数は、下式により算出した。

び変形性能は異なる。

1
𝜂【謝辞】実験の実施にあたり当時東京電機大学学生片山翔太
君、成田拡企君の協力を得た。ここに謝意を表す。

𝜂 中央欠陥1

𝜂

𝜂

中央欠陥

無次元化逆数(ηs、ηw)および FI,A(λ, ε)

表2

図 6 に無次元化逆数と端部からの距離の関係を示す。フ
ランジ端部からの距離と変形能力の関係について、応力試験体
No.

ηs

ηw

F1A(λ、ε)15.97

22.526.5537.0145

拡大係数 K の形状係数 FI,A(λ, ε)の傾向と累積塑性変形倍率(ηs および ηw)の傾向は概ね対応していることが見てとれる。

無次元化逆数ηsηw

2.0000

1.70

1.75

27.3

1.34601.54

1.4432.5

1.1483

1.44

1.218.89

36.5

1.0507

1.14

1.08

10.1239.3

1.02461.00

1.00

ηs：スケルトン曲線から算出した累積塑性変形倍率、ηw：累積塑性変形倍率、
F1A(λ、ε)：偏心き裂をもつ帯板が一様に引張られる場合の応力拡大係数Kの形状係数

No.1

No.2No.3
写真１No.512370360103508340ηｓPmax(kN)

No.4

破壊性状

6330432023100300
01020304050060102030

図340

図4Pmax―端部からの距離関係4560

ηs―端部からの距離関係

2.5F1A(λ、ε)403530ηｗ

2.0ηs
K1A,(λ、ε）

1.5

25201510500102030

405060無次元化逆数(ηs、ηw)

ηw

50

端部からの距離(mm)端部からの距離(mm)1.00.50.00

端部からの距離(mm)

図5102030

405060端部からの距離(mm)

図6

ηw―端部からの距離関係* (一財)ベターリビングつくば建築試験研究センター・博士(工学)** 東京電機大学 理工学部 教授・博士(工学)

応力拡大係数との比較(無次元化)* Tsukuba Building Test Laboratory of Center for Better Living, Dr. Eng.
** Prof., School of Science and Eng., Tokyo Denki Univ., Dr. Eng.

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