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実働荷重下における疲労き裂伝播寿命推定法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 06555302
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分試験
研究分野 船舶工学
研究機関九州大学

研究代表者

豊貞 雅宏  九州大学, 工学部, 教授 (30188817)

研究分担者 石川 邦照  日本鋼管(株), エンジニアリング研究所, 構造研究室室長
丹羽 敏男  九州大学, 工学部, 助手 (10208267)
山口 喜久次  九州大学, 工学部, 助手 (70037943)
後藤 浩二  九州大学, 工学部, 講師 (60274487)
研究期間 (年度) 1994 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
12,800千円 (直接経費: 12,800千円)
1996年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1995年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
1994年度: 6,100千円 (直接経費: 6,100千円)
キーワードき裂開閉口 / ランダム荷重 / ΔK_<RP> / 疲労被害領域寸法 / 固有応力 / 結合力モデル / 二段二重ブロック荷重 / 過小荷重による疲労き裂の加速現象 / シミュレーションモデル / 表面き裂の合体成長 / 等価分布応力 / 遅延減速現象 / 疲労き裂の停留条件 / 表面き裂のK値 / バネモデル
研究概要

疲労き裂の開閉口挙動をDugdaleを発展させて導き,すでに提案している負荷過程でき裂先端に引張塑性域が生じだす時点の荷重RPG荷重から最大荷重にいたる荷重範囲に対応する応力拡大係数範囲ΔK_<RP>を用いて,最大荷重が低下した直後の遅延減速現象が定量的に評価されること,ならびにき裂停留条件はΔK_<RP>が0の時であることが判明した。また,RPG荷重の実測値と上記モデルによる推定値が良く一致することを明らかにした。さらに疲労被害を受ける寸法ω^^〜(実測はできないが)がΔK_<RP>と良い相関を示すこと,ならびにω^^〜をもとに,残留応力場での疲労き裂成長曲線,平均荷重が変化する嵐モデル荷重を与えた場合の疲労き裂成長曲線が推定でき,実験値と良く一致することが示された。しかし,非常に大きな過大荷重が作用した場合には推定値は非安全側になることが判明した。
一方,切欠底の多数点から発生・伝播する表面き裂については,成長段階で合体を繰り返すので,アスペクト比変化がばらつくが,近接する表面き裂の干渉効果を考えた最深部のK値と同じK値を有する1つの仮想的な表面き裂(深さは変えずに)を考え,そのアスペクト比変化を調査すると,き裂合体完了時点までは,アスペクト比変化の実験式を導出した。また,表面き裂問題をバネに置き換え2次元問題として解く手法を提案した。

報告書

(4件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (21件)

  • [文献書誌] 豊貞雅宏・丹羽敏男: "RPG荷重のシミュレーション" 日本造船学会論文集. 176. 427-438 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 豊貞雅宏・丹羽敏男・山口喜久次: "長いき裂に対する疲労き裂遅延減速現象とき裂停留条件について" 日本造船学会論文集. 176. 439-446 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 豊貞雅宏・丹羽敏男: "残留応力場における疲労き裂伝播挙動" 日本造船学会論文集. 178. 505-511 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 豊貞雅宏・丹羽敏男・後藤浩二・江藤健一他: "二次元化による表面き裂のK値近似解法" 日本造船学会論文集. 178. 535-543 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 豊貞雅宏・山口喜久次・武田謙二郎・竹下直宏: "切欠底に生じる疲労表面き裂のアスペクト比変化についての実験的検討" 西部造船会会報. 91. 169-176 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 豊貞雅宏 他3名: "ΔK_<RP>の物理的意味と構造物の疲労寿命推定法" 日本造船学会論文集. 180. 747-539 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 豊貞雅宏 他2名: "Physical meaning of ΔK_<RP> and fatigue crack propagation in the residual stress distribution fleld" International Jouranl of Fatigue. (掲載決定).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Toyosada and Toshio Niwa: "Simulation of RPG load" Jour.of the Soc.of Naval Architects of Japan. Vol.176. 427-438 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Toyosada, Toshio Niwa and Kikuji Yamaguchi: "Phenomena of Delayd Reterdation and Crack Stopping Condition for a Long Fatigue Crack" Jour.of the Soc.of Naval Architects of Japan. Vol.176. 439-446 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Toyosada and Toshio Niwa: "Fatigue Crack Propagation Behaviro in the Field of Residual Stress Distribution" Jour.of the Soc.of Naval Architects of Japan. Vol.178. 505-511 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Toyosada Toshio Niwa koji Gotoh: "Approximate Solution of K Value for a Surface Crack due to two Dimensional Problem by Series Springs Model" Jour.of the Soc.of Naval Architects of Japan. Vol.178. 535-543 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Toyosada Kikuji Yamaguchi, Kenjiro Takeda and Naohiro Takeshita: "Experimental Study on the Change of Aspect Ratios of Surface Cracks Emanated from Notch Root" The West-Japan Society of Naval Architects. No.91. 169-176 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Toyosada et.al.: "Physical meaning of DELTAKAPPA_<RP> and assessment of fatigue crack propagation life for structures" Jour.of the Soc.of Naval Architects of Japan. Vol.180. 539-547 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Toyosada et.al.: "Phhsical meaning of DELTAKAPPA_<RP> and fatigue crack propagation in the residual stress distribution field" International Journal of Fatigue. (in publishing).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 豊貞 雅宏 他3名: "ΔK_<RP>の物理的意味と構造物の疲労寿命推定法" 日本造船学会論文集. 第180号. 539-547 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 豊貞 雅宏 他2名: "Physical meaning of ΔK_<RP> and fatigue crack propagation in the residual stress distribution fild" International Journal of Fatigue. (掲載決定).

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 豊貞雅宏 丹羽敏男: "残留応力場における疲労き裂伝播挙動" 日本造船学会論文集. 178. 505-511 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 豊貞雅宏・丹羽敏男・後藤浩二・江藤健一 他: "二次元化による表面き裂のK値近似解法" 日本造船学会論文集. 178. 535-543 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 豊貞雅宏・山口喜久次・武田謙二郎・竹下直宏: "切欠底に生じる疲労表面き裂のアスペクト比変化についての実験的検討" 西部造船会会報. 91. 169-176 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 豊貞雅宏・丹羽敏男: "RPG荷重のシミュレーション" 日本造船学会論文集. 176. 427-438 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 豊貞雅宏・丹羽敏男・山口喜久次: "長いき裂に対する疲労き裂遅延減速現象とき裂停留条件について" 日本造船学会論文集. 176. 439-446 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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