※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
1 スコープ
亀裂を含む鋼構造物の破壊評価では、破壊靭性試験片の破壊抵抗は構造部品の破壊抵抗と等しいと一般的に仮定されてきました。ただし、このような仮定は、過度に保守的な破壊評価につながることがよくあります。これは、主に引張荷重を受ける構造コンポーネントの塑性拘束が失われるためです。対照的に、破壊靭性試験片は、曲げモードにより、亀裂先端近くに拘束された応力状態を保持します。拘束力の喪失は、近年広く開発され、構造物に広く適用されている高い降伏対引張比 (= 降伏応力/引張強度) を持つ高強度鋼にとって重要です。
この国際規格は、拘束損失を考慮して、実験室試験片から得られた CTOD (亀裂先端開口部変位) 破壊靭性を構造コンポーネントの同等の CTOD に変換する方法を指定します。この方法は、応力拡大係数またはJ積分の概念を使用した破壊評価にも適用できます (箇条 9 を参照)
この国際規格は、フェライト構造用鋼の亀裂状欠陥または疲労亀裂から発生する不安定破壊を扱います。相当量の延性亀裂進展を伴う不安定破壊および延性破壊は、本範囲に含まれない。
構造用鋼の CTOD 破壊靭性は、確立された試験方法、ISO 12135 1または BS 7448-1 に従って測定されます。割れた部品の破壊評価は FAD (Failure Assessment Diagram) など当該機関で確立された方法で行われ、この国際規格ではその詳細については言及されていません。
この国際規格は、従来の破壊力学手法にありがちな過度の保守性を排除し、構造用鋼の破壊靭性から構造部材の不安定な破壊開始限界を正確に評価するために使用できます。これは、構造コンポーネントの性能の設計要件を満たすために、材料の破壊靭性を合理的に決定するためにも使用されます。
1 Scope
In fracture assessments of steel structures containing cracks, it has generally been assumed that the fracture resistance of fracture toughness specimens is equal to the fracture resistance of structural components. However, such an assumption often leads to excessively conservative fracture assessments. This is due to a loss of plastic constraint in structural components, which are subjected mainly to tensile loading. By contrast, fracture toughness specimens hold a constrained stress state near the crack-tip due to bending mode. The loss of constraint is significant for high strength steels with high yield-to-tensile ratios (= yield stress/tensile strength) which have been extensively developed and widely applied to structures in recent years.
This International Standard specifies a method for converting the CTOD (crack-tip opening displacement) fracture toughness obtained from laboratory specimens to an equivalent CTOD for structural components, taking constraint loss into account. This method can also apply to fracture assessment using the stress intensity factor or the J-integral concept (see Clause 9).
This International Standard deals with the unstable fracture that occurs from a crack-like defect or fatigue crack in ferritic structural steels. Unstable fracture accompanied by a significant amount of ductile crack extension and ductile fractures are not included in the scope hereof.
The CTOD fracture toughness of structural steels is measured in accordance with the established test methods, ISO 12135 1 or BS 7448-1. The fracture assessment of a cracked component is done using an established method such as FAD (Failure Assessment Diagram) in the organization concerned, and reference is not made to the details thereof in this International Standard.
This International Standard can be used for eliminating the excessive conservatism frequently associated with the conventional fracture mechanics methods and accurately assessing the unstable fracture initiation limit of structural components from the fracture toughness of the structural steel. This is also used for rationally determining the fracture toughness of materials to meet the design requirements of performance of structural components.