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

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05452312
• Research Institution: University of Tokyo
• Principal Investigator: 町田 進 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (70010692)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金田 重裕 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (90010892) ; 吉成 仁志 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (20167737)
• 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

当初の研究計画に従い、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構造モデル試験片を用いて定振幅並びに嵐モデルブロック荷重条件下における疲労試験を実施した。また試験結果を基に作成した以下の3種類の疲労強度評価法で実働荷重を模擬した疲労試験結果を解析することにより、個々の疲労強度評価法の信頼性(寿命評価精度)を定量的に比較検討した。
“S-N線図と線形累積被害則による疲労強度評価法"
“変動荷重疲労試験による疲労強度評価法"
“破壊力学による疲労強度評価法"
特に、上記“破壊力学による疲労強度評価法"においては、多数の試験結果の解析より得られた知見を基に、溶接止端部より発生するき裂の伝播挙動を再現する、き裂伝播モデルを構築することにより、破壊力学に基づく妥当なモデルを設定すれば、従来の疲労強度評価法よりも精度のよい強度評価を行えることを示すとともに、このような疲労強度評価を構造物に対し適用する場合の考え方を示した。
また、破壊力学による疲労強度評価を行う上での今後の課題を考察した結果、特に荷重系列が、き裂伝播の乱れに与える影響を定量的に把握する必要性を感じたため、新たに高精度コンプライアンス測定装置を用いて疲労き裂開閉口挙動の詳細観察を目的とした追加実験を行った。その結果、2、3の有用な知見を得る事ができた。