ランダム荷重下における溶接継手の疲労強度設計に関する研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05452312
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 町田 進 東京大学, 工学部, 教授 (70010692)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金田 重裕 東京大学, 工学部, 助手 (90010892) ; 新村 豊 東京大学, 工学部, 助手 (40010889) ; 吉成 仁志 東京大学, 工学部, 助教授 (20167737) ; 小山 健夫 東京大学, 工学部, 教授 (10010696)
• Keywords: 疲労強度評価法 / 構造モデル試験片 / 嵐モデルブロック荷重 / 溶接止端 / き裂の伝播挙動 / 荷重系列 / き裂の開閉口挙動 / 高精度コンプライアンス測定装置

Research Abstract

実構造部材のより現実的な疲労強度評価法を目指し、従来の提案による疲労強度評価法の精度の検証並びに破壊力学的解析手法の実用化を目的に、本年度は構造モデル試験片における疑似ランダム荷重条件下での疲労試験を中心に研究を実施した。
実験は、現有の10 Ton Servo Contorol 疲労試験機及びPCを用い昨年度構築したランダム荷重疲労試験システムを使い、試験片に船側縦通肋骨と横強度部材との取り合い部をモデル化した中型の構造モデル試験片を用い、疑似ランダム荷重として船舶が航行中に受ける波浪荷重を模擬した嵐モデルブロック荷重を用いる事により、より現実に近い条件下での疲労き裂進展の詳細観察を行った。結果、溶接止端より発生するき裂の伝播挙動について有用なデータを得る事が出来た。同時に過去の文献、データの収集、整理を行い、現状の疲労強度評価法並びに新しく提案されている評価法で実験データの解析を行い、精度の確認並びに問題点を検討した。
以上の実験及び解析の結果、変動荷重を受ける部材より発生するき裂の伝播挙動には荷重系列の違いが予想以上の大きな影響を及ぼしている事が判明し、同時に現状の線形累積被害則に基礎をおく疲労強度評価法では荷重負荷順序の違いを全く考慮に入れる事が出来ない為、荷重系列いかんによっては定量的評価がかなり困難である事がわかり、今後破壊力学的解析を行っていく上での参考とした。
又2年間にわたる実験及び解析の結果、寿命推定精度の向上には変動荷重下における有効荷重部分の推移を定量的に把握する必要性を感じた為、平成7年度に疲労き裂の開閉口挙動の観察を目的に疲労き裂先端の歪み変化を高精度に測定する追加実験を計画し、本年度は 10Ton Servo Contorol 疲労試験機及び高精度コンプライアンス測定装置を用いて調整を兼ねた予備実験を行い、来年度の追加実験に備えた。