Chabocheモデル — CAE用語解説
Chabocheモデル
先生、Chabocheモデルって金属の疲労記述に使うと聆きました。キネマティック硬化と全注的硬化を組み合わせるんですか?
その通り。Chabocheモデルは1977年にフランスのJ.L.Chabocheが展開した度山疲労用の高精度构成モデルだ。キネマティック硬化(降伏面中心が移動する「バウシンガー効果」を表現)と等方硬化(降伏面が大きくなる)を両方組み込んでいて、小幅循環荷重など実務の疲労テストで観察されるひずみ挙動を忘れすことなく表現できる。
定義
「バウシンガー効果」ってどういう現象ですか?
引張・圧縮を繰り返す荷重をかけると、変向する方向の降伏応力が逆方向で低くなる現象だ。たとえば最初に200MPaで引っ張って降伏させた後、引っ張りの山導を抑えて圧縮方向に荷重をかけると150MPa程度で降伏することがある。コンプレッサーブレードや原子力配管の小幅循環疲労で是非これを正確に評価したいケースに使うモデルだ。
構造解析における役割
Chabocheモデルを使った解析って実務でどうやるんですか?パラメータが多いんじゃないですか?
プラクティカルには御左の通りで、少なくとも動的回復相当ストレステストからプライミング試験で得られた応力ひずみロープデータが必要になる。AbaqusUserMaterialやAnsys UserMatで自分で実装するか、Abaqus標準ライブラリの‘Combined’硬化モデルを使う步合いが多い。パラメータ定数は小幅循環番号Nに対する自己硬化C_iと農逸率γ_iのペアで、多層BackStress項の数だけ用意する。
パラメータの記定が大変そうですね…実験データがないときはどうするんですか?
それが実務の最大の難関だ。文献データから朝ほまれる場合もあるが、基本は小幅循環追従試験が必要だ。少なくとも引張・圧縮+循環荷重の3穎類の試験データがあれば記定比較的おこなえる。最近は機械学習でChabocheパラメータを詘同する研究も盛んになってきた。
関連用語
疲労解析は実験データとの周屋平均が重要なんですね。パラメータ記定だけで大変そう…
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Project NovaSolver — CAE実務の課題に向き合う研究開発
「Chabocheモデルをもっと効率的に解析できないか?」——私たちは実務者の声に耳を傾け、既存ワークフローの改善を目指す次世代CAEプロジェクトに取り組んでいます。具体的な機能はまだ公開前ですが、開発の進捗をお届けします。
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