腐食環境下での疲労強度シミュレーション

• 研究課題/領域番号: 07651133
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 船舶工学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 橋本 聖史 大阪大学, 工学部, 助手 (50183554)
• 研究分担者: 大沢 直樹 大阪大学, 工学部, 助教授 (90252585)
• 研究期間 (年度): 1995 – 1996
• 研究課題ステータス: 完了 (1996年度)
• 配分額: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円); 1996年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 1995年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
• キーワード: 腐食環境 / 疲労強度シミュレーション / 腐食ピット / き裂伝播 / 腐食環境下

研究概要

腐食環境下において変動荷重を受ける部材の疲労強度を腐食疲労試験を行うことなく、計算によって求めるためのシミュレーション手法を腐食環境下でのき裂の発生伝播挙動の考察を基に、静腐食ピット成長特性と破壊力学的手法を組合わせて行う方法を提案し、シミュレーションに必要なパラ-メータの調査を行い、提案したシミュレーション手法を用いて計算した腐食疲労強度と他の研究者により得られている腐食疲労試験結果との比較を行い、提案したシミュレーション法の有効性を確認し、腐食環境下での変動荷重条件での疲労強度のシミュレーションが可能であることを見いだした。
得られた結果は、以下のとおりである。
1) 静腐食による任意の初期ピットサイズの下での寿命を破壊力学により求め時間経過と共に初期ピットサイズが変化してゆくとして求めるシミュレーション手法を提案した。
2) き裂発生条件を仮定し、き裂発生後は腐食環境下でのき裂伝播速度線図を直接求める手法を提案した。
3) シミュレーションによる疲労強度と腐食疲労試験による疲労強度は定性的にも定量的にもよく一致していることが確認できた。
4) 疲労き裂の伝播寿命の大部分は深さが板厚の半分程度までの成長期間に費やされる。
5) 腐食ピットは材料表面に多数発生するが、それらの力学的干渉を無視すれば、1つの主ピットからの表面き裂伝播でシミュレート可能である。
6) 変動荷重条件下においても提案した手法によってシミュレート可能であるがその結果は確認できなかった。