損傷・破壊解析における基礎的問題-損傷材料のき裂先端場に関する損傷力学的研究

• Project/Area Number: 13650105
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Materials/Mechanics of materials
• Research Institution: Aichi University of Technology
• Principal Investigator: 村上 澄男 愛知工科大, 工学部, 教授 (10023053)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 水野 衛 秋田県立大学, システム科学技術学部, 助教授 (70239250) ; 山本 照美 愛知工科大学, 工学部, 講師
• Project Period (FY): 2001 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2002: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2001: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
• Keywords: 損傷 / き裂先端場 / 応力特異性 / 損傷力学 / 弾塑性クリープ / 数値解析 / 有限要素法 / 局所的損傷・破壊解析法

Research Abstract

本研究は,損傷力学と有限要素法を組み合わせた局所的損傷・破壊解析法を汎用的な工学的破壊解析法として確立するための基礎的問題として,損傷材料のき裂先端場を研究し,その力学的特性を明らかにしようとするものである.
平成13年度は,この問題を解析的ならびに実験的に研究し,以下の実績を得た.
1.研究代表者 村上はこれまで,定常進展するクリープき裂先端の応力,ひずみ,損傷場を,損傷力学に基づく半逆解法によって解析し,き裂先端の応力ならびにひずみ特異性に及ぼす損傷場の影響を明らかにした.しかし検討の結果,損傷材料の弾塑性クリープき裂先端の特異性は,クリープ応力場が支配的となる場合と,弾塑性応力場が支配的となる場合に分けて議論する必要のあることが分かった.
2.このため研究代表者は,クリープ損傷材料に対する以前の解析方法を拡張し,弾塑性クリープ損傷材料中のき裂進展に対する初期値-境界値問題を定式化し,これを数値積分する方法を研究している.
3.研究分担者 山本は,弾塑性クリープ損傷材料のき裂先端場の解析の準備として,上述のクリープ損傷材料のき裂先端場の数値計算を行い,弾塑性クリープ問題の計算への拡張を試みている.
4.村上と山本は,き裂先端の損傷場の測定のSEM観察方法を検討している.
5.研究分担者 水野は,き裂先端場に対する材料損傷の影響をマイクロメカニクスに基づいて解析する方法を研究している.