Study on multi-scale behavior of stress corrosion cracking and life prediction based on unified simulation

• Project/Area Number: 19360047
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Materials/Mechanics of materials
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: TOHGO Keiichiro Shizuoka University, 工学部, 教授 (10155492)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): SHIMAMURA Yoshinobu 静岡大学, 工学部, 准教授 (80272673) ; ARAKI Hiroyasu 静岡大学, 工学部, 助教 (60115433)
• Project Period (FY): 2007 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2009: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2008: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2007: ¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000)
• Keywords: 応力腐食割れ / モンテカルロ・シミュレーション / き裂発生 / き裂合体 / き裂進展 / 表面き裂 / 分布き裂 / オーステナイト系ステンレス鋼

Research Abstract

構造用金属材料における応力腐食割れ(SCC)、材料、応力および腐食環境の組み合わせの下で、微小なき裂の発生と合体、き裂進展、そして多数の大きなき裂の形成あるいは最終破壊というミクロからマクロにわたる階層過程により生じる。本研究では、微小き裂発生に対する確率過程とき裂の合体と進展に対する破壊力学に基づいて、SCC過程のMonte Carloシミュレーションを開発した。特に、本シミュレーションでは、平滑表面における半楕円表面き裂の影響と部材の応力分布の影響を考慮できるようにしている。鋭敏化処理したステンレス鋼SUS 304に対するシミュレーション結果は実験により観察されるSCC挙動を再現しており、本シミュレーションは実構造物おけるSCC挙動の予測に適用できることを示した。

Research Products

• [Journal Article] Monte Carlo simulation of stress corrosion cracking on a smooth surface of sensitized stainless steel type 304 (2009)
  • Author(s): K. Tohgo, H. Suzuki, Y. Shimamura, G. Nakayama, T. Hirano
  • Journal Title: Corrosion Science Vol.51 Pages: 2208-2217
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Monte Carlo simulation of stress corrosion cracking on a smooth surface of sensitized stainless steel type 304 (2009)
  • Author(s): K.Tohgo
  • Journal Title: Corrosion Science Vol. 51 Pages: 2208-2217
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 応力分布下における応力腐食割れのモンテカルロ・シミュレーション (2008)
  • Author(s): 鈴木洋光, 東郷敬一郎, 島村佳伸, 中山元, 平野隆
  • Journal Title: 材料 57巻 Pages: 1191-1197
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ステンレス鋼SUS 304における応力腐食割れの表面き裂効果を考慮したモンテカルロ・シミュレーション (2008)
  • Author(s): 東郷敬一郎, 鈴木洋光, 島村佳伸, 中山元, 平野隆
  • Journal Title: 日本機会学会論文集A編 74巻 Pages: 128-136
  • NAID: 110006571954
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 応力分布下における応力腐食割れのモンテカルロ・シミュレーション (2008)
  • Author(s): 鈴木洋光
  • Journal Title: 材料 57 Pages: 1191-1197
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Monte Carlo Simulation of Stress Corrosion Cracking in Structural Metal Materials Taking Account of Surface Crack Effects (2007)
  • Author(s): K. Tohgo, H. Suzuki, Y. Shimamura
  • Journal Title: Key Engineering Materials Vol.353-358 Pages: 1068-1071
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Monte Carlo simulation of stress corrosion cracking on smooth surface of a sensitized stainless steel type 304 under non-uniform stress condition (2009)
  • Author(s): H. Suzuki, K. Tohgo, Y. Shimamura, G. Nakayama, T. Hirano
  • Organizer: APCMM
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2009-11-14
• [Presentation] Monte Carlo simulation of stress corrosion cracking in an austenitic stainless steel type 304 (2009)
  • Author(s): H. Suzuki, K. Tohgo, Y. Shimamura, G. Nakayama, T. Hirano
  • Organizer: 12th International Conference on Fracture
  • Place of Presentation: Ottawa, Canada
  • Year and Date: 2009-07-14
• [Presentation] Monte Carlo simulation of stress corrosion cracking on smooth surface under non-uniform stress condition (2009)
  • Author(s): H. Suzuki, K. Tohgo, Y. Shimamura, G. Nakayama, T. Hirano
  • Organizer: Asian-Pacific Corrosion Forum-Corrosion in Nuclear Systems 2009
  • Place of Presentation: さいたま
  • Year and Date: 2009-05-22
• [Presentation] 応力腐食割れのモンテカルロ・シミュレーションのマルチスケール化 (2008)
  • Author(s): 鈴木洋光, 東郷敬一郎, 島村佳伸, 原木良輔
  • Organizer: 日本機械学会M&M2008材料力学カンファレンス
  • Place of Presentation: 草津
  • Year and Date: 2008-09-17
• [Presentation] Monte Carlo Simulation of Stress Corrosion Cracking on Smooth Surface under Non-uniform Stress Condition (2008)
  • Author(s): H. Suzuki, K. Tohgo, Y. Shimamura, G. Nakayama, T. Hirano
  • Organizer: JSSUME2008
  • Place of Presentation: 浜松
  • Year and Date: 2008-08-25
• [Presentation] Monte Carlo Simulation of Stress Corrosion Cracking in an Austenitic Stainless Steel Type 304 Taking Account of Surface Crack Effect (2008)
  • Author(s): H. Suzuki, K. Tohgo, Y. Shimamura, G. Nakayama, Y. Sakakibara, T. Hirano
  • Organizer: 腐食防食協会材料と環境2008
  • Place of Presentation: 大宮
  • Year and Date: 2008-05-13
• [Presentation] Monte Carlo Simulation of Stress Corrosion Cracking in an Austenitic Stainless Steel Type 304 Taking Account of Surface Crack Effect (2008)
  • Author(s): 鈴木洋光
  • Organizer: 腐食防食協会 材料と環境2008
  • Place of Presentation: 大宮
  • Year and Date: 2008-05-13
• [Presentation] 応力分布下の平滑表面における応力腐食割れのモンテカルロ・シミュレーション (2007)
  • Author(s): 鈴木洋光, 東郷敬一郎, 島村佳伸, 中山元, 平野隆
  • Organizer: 日本材料学会第13回破壊力学シンポジウム
  • Place of Presentation: 熱海
  • Year and Date: 2007-12-17
• [Remarks]
  • URL: http://mechmat.eng.shizuoka.ac.jp/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://mechmat.eng.shizuoka.ac.jp/index.html