A New Perspective on Microstructure and Structural Design for Drastic Improvement of Hull Brittle Crack Propagation Arrest Performance
| Project/Area Number |
20K20354
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| Project/Area Number (Other) |
18H05337 (2018-2019)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2020)
Single-year Grants (2018-2019) |
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| Review Section |
Medium-sized Section 24:Aerospace engineering, marine and maritime engineering, and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Kawabata Tomoya 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50746815)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高嶋 康人 大阪大学, 接合科学研究所, 助教 (50397692)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥25,610,000 (Direct Cost: ¥19,700,000、Indirect Cost: ¥5,910,000)
Fiscal Year 2020: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2018: ¥11,310,000 (Direct Cost: ¥8,700,000、Indirect Cost: ¥2,610,000)
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| Keywords | 脆性亀裂伝播 / 鋼 / 高靭化 / 亀裂分岐 / 表面加工 / ディンプル / 散逸エネルギー / アレスト / 破壊力学 / 鉄鋼材料 / 船舶安全性 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では材料の高靭化によるアレスト性向上に代わる新しい手法、①き裂分岐促進による高靭化、②サイドリガメント効果最大化のためのディンプル加工を検討するものである。これらの発想は誰も考えたことの無いもので、いずれも使いこなすことができれば脆性き裂伝播停止技術として極めて効果的でこれまでの設計方法を塗り替えることも期待できるまさに挑戦的な課題である。また、これらの提案は、当然ながら合理的な物理的検討に支えられている必要があり、長年の課題である脆性き裂伝播停止のメカニズム究明にも多いに資するものである。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, experimental research was conducted to pursue the feasibility of two innovative methods. As for the toughening condition by promoting crack branching, although we could not establish the technology to induce the branching artificially, we found the first data that the bifurcation speed is significantly different depending on the loading mode, which is very helpful for the artificial bifurcation generation. In addition, we proposed a new branching theory model. Regarding the dimple processing for maximizing the side ligament effect, it was experimentally shown that the crack propagation resistance increased with dimple processing.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
船体やエネルギー分野など高い信頼性を要求される大型溶接構造物において脆性破壊事故は絶対に避けなければならない破壊形態である。それらの発生を万が一想定した場合の脆性き裂伝播停止特性が実際に考慮されており、今後も構造物設計の要になる。大型化の著しいコンテナ船最大板厚である90~100mmは最新の圧延技術,TMCPのほぼ限界である。また高強度化についても溶接部疲労の観点から難しい。例えば目標厚を150mmと定めた場合高価なNiなどのレアメタル元素添加に頼らざるを得なくなり現状の延長線上では経済的に実現性が乏しい。これらの状況を打破できる効果的な脆性き裂伝播停止特性付与技術は産業上の大きなニーズである
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Report
(4 results)
Research Products
(16 results)
