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Study on Brittle Crack Propagation and Arrest Behavior in Steel and Quantitative Evaluation of Structural Crack Arrest Design

Research Project

Project/Area Number 17J07414
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Naval and maritime engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

柳本 史教  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords脆性亀裂アレスト / 二重安全性 / 大型コンテナ船 / アレスト靭性 / アレスト / 脆性破壊 / 鉄鋼材料
Outline of Annual Research Achievements

平成30年度は以下の研究項目を実施した. 1. 平成29年度に実施したシアリップ形成試験結果の分析:複数の温度,負荷応力で実施したシアリップ形成を伴う脆性亀裂伝播試験に手えられた破面を非接触型3次元形状測定機を用いて解析した結果を分析し,シアリップ厚さの定量化を行った. 2. 亀裂先端近傍応力場決定因子の解明:従前より実施していた有限要素解析を用いた亀裂先端近傍応力場の解析を引き続き実施し,非定常効果や速度による影響を取りまとめた. 3. 脆性亀裂アレスト予測理論モデルの開発:上記1,2の成果およびこれまで実施してきた研究の内容を統合し,物理的根拠に立脚した脆性亀裂アレスト予測数値モデルを開発し,その妥当性を検証した.その結果,従来の理論モデルのような非現実的な家庭を導入することなくアレスト現象を再現することができることが示された. 4. 透明樹脂を用いた3次元構造中の亀裂伝播観察:実験難易度,コストの観点から実験趣旨を変更することなく透明度が高い弾性体であるアクリル樹脂を用いた高速き裂に対する3次元構造因子の影響について実験的に調査を行った.

なお,当初想定していた3次元Application phase有限要素解析は計算コスト上現実的ではないことが研究途上で明らかになったことから実施せず,3次元効果についてはシアリップ形成試験結果を整理することに注力した.上記のうち,1の成果及び2,3の成果をそれぞれ取りまとめ2連報の論文としてすでに破壊力学に関する国際論文誌に投稿している.また,4については破壊に関する国際学会22nd European Conference on Fractureにて発表を実施済みである.

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Local stress evaluation of rapid crack propagation in finite element analyses2018

    • Author(s)
      Yanagimoto Fuminori、Shibanuma Kazuki、Nishioka Yo、Shirai Yuya、Suzuki Katsuyuki、Matsumoto Toshiyuki
    • Journal Title

      International Journal of Solids and Structures

      Volume: 144-145 Pages: 66-77

    • DOI

      10.1016/j.ijsolstr.2018.04.014

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Local stress in the vicinity of the propagating cleavage crack tip in ferritic steel2018

    • Author(s)
      F. Yanagimoto, K. Shibanuma, K. Suzuki, T. Matsumoto, S. Aihara
    • Journal Title

      Materials & Design

      Volume: 144 Pages: 361-373

    • DOI

      10.1016/j.matdes.2018.02.037

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] High speed observation of fast crack propagation and arrest behaviors in 3D transparent structures2018

    • Author(s)
      Fuminori Yanagimoto, Kazuki Shibanuma, Katsuyuki Suzuki
    • Organizer
      22nd European Conference on Fracture
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigation on brittle crack propagation and arrest behaviors under high crack driving force in steel2018

    • Author(s)
      Fuminori Yanagimoto, Kazuki Shibanuma, Teppei Okawa, Katsuyuki Suzuki, Shuji Aihara
    • Organizer
      22nd European Conference on Fracture
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 透明材料を用いた継手構造中の3次元高速亀裂伝播挙動観察2018

    • Author(s)
      柳本史教,柴沼一樹,鈴木克幸
    • Organizer
      日本機械学会 M&M2018材料力学カンファレンス
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 高速亀裂先端近傍応力場の支配因子に関するパラメトリックスタディ2018

    • Author(s)
      柳本史教,柴沼一樹,鈴木克幸
    • Organizer
      日本船舶海洋工学会 平成30年春季講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] フェライト・パーライト鋼の劈開亀裂伝播における局所破壊応力の実験的評価2018

    • Author(s)
      柳本史教
    • Organizer
      日本鉄鋼協会第175回春季講演大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 有限要素法による高速伝播亀裂の局所応力評価2017

    • Author(s)
      柳本史教
    • Organizer
      平成29年度秋季日本船舶海洋工学会講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Measurement of Local Fracture Stress during Cleavage Crack Propagation in Steels2017

    • Author(s)
      Fuminori Yanagimoto
    • Organizer
      14th International Conference on Fracture
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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