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高温構造材料の余寿命診断のための微小欠陥シミュレーション・ソフトウェアの開発

研究課題

研究課題/領域番号 03555015
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 機械材料工学
研究機関京都大学

研究代表者

大谷 隆一  京都大学, 工学部, 教授 (50025946)

研究分担者 新田 明人  (財)電力中央研究所狛江研究所, FBR部, 室長
時政 勝行  住友金属工業(株)鉄鋼技術研究所, 基盤技術研究部, 部長
北川 正樹  石川島播磨重工業(株)技術研究所, 構造材料部, 部長
多田 直哉  京都大学, 工学部, 助手 (70243053)
北村 隆行  京都大学, 工学部, 助教授 (20169882)
藤山 一成  (株)東芝, 重電技術研究所・金属材料・強度技術開発部, 主務
研究期間 (年度) 1991 – 1992
研究課題ステータス 完了 (1992年度)
配分額 *注記
12,200千円 (直接経費: 12,200千円)
1992年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
1991年度: 6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
キーワード高温構造材料 / 余寿命診断 / 微小き裂 / シミュレーション / 逆解析的手法 / クリープ疲労 / 高温機器 / 高温疲労 / 余寿命 / 微小欠陥 / 計算機シミュレ-ション / ソフトウエア / き裂発生寿命 / き裂伝ぱ寿命
研究概要

本研究では、火力発電用ボイラー等に用いられている高温構造材料の寿命・余寿命を正確に評価・推定するためのシステムおよびソフトウェアーを開発した.得られた結果を以下に要約する.
1.クリープ疲労微小き裂の発生・伝ぱ挙動を予測するため、「粒界破壊抵抗分布モデル」に基づく数値シュミレーションを実施し、その予測結果から高温機器の余寿命を評価するシステムを開発した.
2.微小き裂の発生・伝ぱ数値シミュレーションの設定条件を観察結果(微小き裂の個数,長さ分布等)から算出する逆解析的手法を提案した.本手法により、実機の定期検査結果からシミュレーション条件を直接的に求めることができるようになり、余寿命評価システムにおいて数値シミュレーションを本格的に利用することが可能となった.
3.既知のシミュレーション条件下(条件が変動する場合も含む)で得られた微小き裂の分布に上記の逆解析的手法を適用し、予め設定したシミュレーション条件が微小き裂分布から再び得られることを確認した.これは、本逆解析的手法が妥当であることを示している.
4.余寿命診断システムの適用範囲および妥当性について検討するため、多軸負荷下あるいは超合金に発生する微小き裂のシミュレーション、従来の損傷力学に基づく余寿命評価方法、クリープ変形に関する解析結果との関連について考察した.

報告書

(3件)
  • 1992 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (33件)

  • [文献書誌] 大谷 隆一: "熱疲労に係わる高温強度の諸問題" 機械の研究. 44. 1109-1114 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大谷 隆一: "高温機器の強度特性" 日本機械学会講習会教材No.920-6. 1-10 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryuichi OHTANI: "Cracking behaviour of heat-resisting steels,alloys and a carbon-fibre-re-inforced polymer at eleveted temperatures" Materials Science and Engineering. A143. 213-222 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大谷 隆一: "SUS304の時間依存性クリープ疲労巨視き裂伝ぱに及ぼす圧縮クリープの影響" 材料. 40. 1290-1296 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 北村 隆行: "クリープ疲労微小き裂発生・成長の数値シミュレーションによる高温構造材料の余寿命診断方法" 日本機械学会論文集(A編). 57. 1732-1737 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.KITAMURA: "Elastic-Plastic-Creep Interaction in Crack Propagation at Elevated Temperature" Trans.SMiRT-1. L. 181-186 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 多田 直哉: "内部微小欠陥分布の逆解析による推定" 日本機械学会論文集(A編). 59. 381-386 (1993)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 多田 直哉: "粒界き裂の発生と成長挙動の相違から見るクリープ疲労の破壊プロセスと寿命特性" 材料. 41. 1545-1550 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 多田 直哉: "クリープ疲労き裂伝ぱにおける微視組織的微小き裂から力学的巨視き裂への遷移挙動" 材料. 41. 1165-1171 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryuichi OHTANI: "Problems on high-temperature strength related to thermal fatigue" Science of Machine. 44. 1109-1114 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryuichi OHTANI: "Characteristics of the strength of high-temperature components" Text book of JSME Seminar. No.920-6. 1-10 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryuichi OHTANI: "Cracking behavior of heat-resisting steels, alloys and a carbon-fibre-reinforced polymer at eleveted temperatures" Materials Science and Engineering. 143. 213-222 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryuichi OHTANI: "Effect of compressive creep on crack propagation of Type 304 stainless steel under time-dependent creep-fatigue conditions" J.Soc.Mat.Sci.40. 1290-1296 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takayuki KITAMURA: "Method for evaluation of remaining life in high temperature component based on numerical simulation of small crack initiation and growth in creep-fatigue" Trans.JSME. A57. 1732-1737 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takayuki KITAMURA: "Elastic-plastic-creep interaction in crack propagation at elevated temperature" Trans.SMiRT-1. L. 181-186 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Naoya TADA: "Inverse analysis on the distribution of internal small defects" Trans.JSME. A59. 381-386 (1993)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Naoya TADA: "Characteristics of fracture process and failure life in creep fatigue from the viewpoint of difference between initiation and growth behavior of grain boundary cracks" J.Soc.Mat.Sci.41. 1545-1550 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Naoya TADA: "Transition behavior of creep fatigue crack propagation from micro-structurally small crack to mechanically large crack" J.Soc.Mat.Sci.41. 1165-1171 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大谷 隆一: "熱疲労に係わる高温強度の諸問題" 機械の研究. 44. 1109-1114 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 大谷 隆一: "高温機器の強度特性" 日本機械学会講習会教材No.920-6. 1-10 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Ryuichi Ohtani: "Cracking behaviour of heat-resisting steels,alloys and a carbon-fibre-re-inforced polymer at eleveted temperatures" Materials Science and Engineering. A143. 213-222 (1991)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 大谷 隆一: "SUS304の時間依存性クリープ疲労巨視き裂伝ぱに及ぼす圧縮クリープの影響" 材料. 40. 1290-1296 (1991)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 北村 隆行: "クリープ疲労微小き裂発生・成長の数値シミュレーションによる高温構造材料の余寿命診断方法" 日本機械学会論文集(A編). 57. 1732-1737 (1991)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kitamura: "Elastic-Plastic-Creep Interaction in Crack Propagation at Elevated Temperature" Trans.SMiRT-1. L. 181-186 (1991)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 多田 直哉: "内部微小欠陥分布の逆解析による推定" 日本機械学会論文集(A編). 59. 381-386 (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 多田 直哉: "粒界き裂の発生と成長挙動の相違から見たクリープ疲労の破壊プロセスと寿命特性" 材料. 41. 1545-1550 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 多田 直哉: "クリープ疲労き裂伝ぱにおける微視組織的微小き裂から力学的巨視き裂への遷移挙動" 材料. 41. 1165-1171 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 多田 直哉: "クリ-プ疲労き裂伝ぱにおける微視組織的微小き裂から力学的巨視き裂への遷移挙動" 材料.

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 多田 直哉: "粒界き裂の発生と成長挙動の相違から見たクリ-プ疲労の破壊プロセスと寿命特性" 材料.

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Ryuichi Ohtani: "Methodology of Remaining Life Assessment in High Temperature Applications Based on a Monte Carlo Simulation of Grain Boundary Cracking" Proceedings of the Sixth International Conference on Mechanical Behaviour of Materials. 2. 205-212 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Takayuki Kitamura: "Evaluation of Stochastic Damage Due to Multiple Small Cracks in Creep-Fatigue" Proceedings of the Eleventh International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology,Post Seminar. No.5. 201-220 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Ryuichi Ohtani: "Stochastic Nature on Initiation and Early Growth of Intergranular Creep-Fatigue-Cracking" The Fifth International Conference on Creep (1992.5.17-21,Orlando).

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Ryuichi Ohtani: "Transition fron Small Crack to Large Crack on Creep-Fatigue Crack Propagation" 3rd International Conference on Low Cycle Fatigue and Elasto-Plastic Behaviour of Materials (1992.9.7-11,Berlin).

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

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公開日: 1991-04-01   更新日: 2016-04-21  

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