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Study on Improvement of Fatigue Crack Propagation Characteristics of High Strength Steel by Crystal Structure and Elongation

Research Project

Project/Area Number 26289338
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Section一般
Research Field Naval and maritime engineering
Research InstitutionEhime University (2018-2019)
Nagasaki University (2014-2017)

Principal Investigator

Katsuta Junichi  愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (20161078)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森山 雅雄  長崎大学, 工学研究科, 准教授 (00240911)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥16,250,000 (Direct Cost: ¥12,500,000、Indirect Cost: ¥3,750,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2014: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
Keywords疲労亀裂 / 亀裂伝播 / 結晶組織 / 亀裂折れ曲がり / 伝播遅延 / 疲労亀裂伝播 / 屈曲伝播 / 三次元形状 / 遅延伝播 / 伸び性能 / 3次元形状 / 長伝播寿命化 / 高張力鋼
Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to increase the fatigue crack propagation life of steel materials by increasing the elongation of steel materials, and by hard crystal structures during crack propagation, a crack propagate three-dimensionally.
It was clarified that the fatigue crack propagation life was improved by 50% when the elongation was improved. And when a fatigue crack propagates three-dimensional zigzag due to scattered hard crystal structures, the fatigue crack propagation life is 2.3 times as long as when the fatigue crack propagates straight.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

船舶のような鋼構造物では,自然界から受ける変動荷重によって疲労破壊からは逃れることはできず,外力の大きさや順序も不明であるために,事前に疲労亀裂伝播寿命を予測することも困難である。そこで,いかなる状況であっても,従来よりも疲労亀裂伝播寿命が長くなる対策を施した鋼材について研究した。
その結果,鋼材の伸び性能を向上させることや硬い結晶組織によって伝播する疲労亀裂を3次元的に折れ曲がり伝播させることで伝播寿命が長くすることができることを確認した。このことは,力学だけでなく,使用する材料の結晶学的な配慮も行うと,構造物の疲労寿命向上に寄与できることを示すことができ,社会的意義も大きいと思われる。

Report

(7 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2019 2018 2017 2016 2015 2014

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (13 results)

  • [Journal Article] ケミカルタンカー用二相ステンレスクラッド鋼板接合界面の破壊靭性及び疲労亀裂伝播特性2019

    • Author(s)
      勝田順一,山下晋,緒方洋典,春山雄介,深井英明,黒沼洋太,矢島浩
    • Journal Title

      圧力技術

      Volume: 第5巻第1号 Pages: 4-12

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      山下晋,勝田順一,緒方洋典,春山雄介,深井英明,黒沼洋太,矢島浩
    • Journal Title

      溶接学会九州支部講演論文集

      Volume: Vol.15 Pages: 31-37

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      賈子萌,勝田順一,谷野忠和,矢島浩
    • Journal Title

      溶接学会九州支部講演論文集

      Volume: Vol.15 Pages: 38-44

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      石井成政,白石麻里子,才木隼,勝田順一
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      溶接学会九州支部
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      桑原貴翔,才木隼,白石麻理子,勝田順一
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  • [Presentation] PIV法によるCT型試験片の疲労亀裂伝播中の挙動評価2017

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      石井成政,白石麻理子,勝田順一
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      溶接学会九州支部研究発表会
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      石井成政,勝田 順一
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      内野耀太,才木隼,白石麻理子,勝田順一
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      日本船舶海洋工学会
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      福岡県中小企業振興センター(福岡市博多区)
    • Year and Date
      2016-05-26
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  • [Presentation] 鋼材結晶組織の三次元形状が疲労亀裂の伝播経路に及ぼす影響について2016

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      内野 耀太,勝田 順一
    • Organizer
      日本船舶海洋工学会
    • Place of Presentation
      福岡県中小企業振興センター(福岡県 福岡市)
    • Year and Date
      2016-05-26
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  • [Presentation] 疲労亀裂伝播中の画像を用いたPIV法による伝播挙動の評価2016

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      小原貴也,才木隼,白石麻理子,勝田順一
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      溶接学会九州支部
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      九州工業大学(福岡県北九州市)
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 鋼材の疲労亀裂伝播寿命におよぼす3次元結晶組織の影響に関する研究2016

    • Author(s)
      内野耀太,平野智大,勝田 順一
    • Organizer
      溶接学会九州支部
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      九州工業大学(福岡県北九州市)
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  • [Presentation] 強度と伸びが異なる鋼材の疲労亀裂伝播特性とその評価2015

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      宮崎 大地,勝田 順一
    • Organizer
      溶接学会九州支部研究講演会
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      九州工業大学(福岡県 北九州市)
    • Year and Date
      2015-07-17
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] PIV法を用いた画像処理による疲労亀裂先端塑性域の算出と伝播経路予測2015

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      勝田順一,森山雅雄
    • Organizer
      日本船舶海洋工学会材料・溶接研究会,溶接学会溶接構造研究委員会合同講演会
    • Place of Presentation
      新大阪丸ビル別館4階4-3室(大阪市)
    • Year and Date
      2015-03-06
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  • [Presentation] PIV法を用いた疲労亀裂先端の再圧縮塑性域寸法の算出について2014

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      西村和也,勝田順一,和田眞禎,森山雅雄
    • Organizer
      日本船舶海洋工学会
    • Place of Presentation
      長崎ブリックホール(長崎市)
    • Year and Date
      2014-11-20 – 2014-11-21
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 780級高張力鋼板の疲労亀裂伝播と新しい伝播性能評価について2014

    • Author(s)
      宮崎大地,勝田順一
    • Organizer
      日本船舶海洋工学会
    • Place of Presentation
      長崎ブリックホール(長崎市)
    • Year and Date
      2014-11-20 – 2014-11-21
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 薄板鋼板のスポット溶接部における疲労寿命の評価について2014

    • Author(s)
      小宮賢太,勝田順一,和田眞禎,堤成一郎
    • Organizer
      日本船舶海洋工学会
    • Place of Presentation
      長崎ブリックホール(長崎市)
    • Year and Date
      2014-11-20 – 2014-11-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2023-03-23  

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