Tailor-made fatigue life prediction based on material microstructure, strength, and stress distribution properties for repair welds

• Project/Area Number: 24K00967
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 22020:Structure engineering and earthquake engineering-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 三上 欣希 大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (40397758)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 柴沼 一樹 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30611826) ; 周 紅昌 大阪大学, 接合科学研究所, 助教 (30996905)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000); Fiscal Year 2026: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2025: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2024: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
• Keywords: 疲労 / 溶接 / 補修・補強 / 材料組織

Outline of Research at the Start

溶接部の疲労寿命評価は統計的・経験的手法で疲労破壊に耐えうるように必要な強度を計算しているのが現状で、真の意味での予測は実現されていない。本研究では、溶接部の材料組織と強度分布を入力データとして溶接部の材料組織ごとの疲労設計曲線を予測する。同時に、溶接継手の残留応力分布と負荷時の応力変化挙動を詳細に考慮することで、溶接継手における疲労亀裂の発生・進展の駆動力を精緻に評価し、継手疲労寿命設計曲線を出力可能な手法を構築する。予測を重視した本手法の最も有効な適用対象として、補修・補強溶接部を想定する。