| 研究概要 |
近年相次いで開発された疲労強度に優れた造船用二相鋼板の疲労強度向上メカニズムを解明し,更なる強度向上を図るための知見を得る目的で,鋼材の微視的特徴が疲労き裂の発生・伝播に与える影響を,計算力学的手法により調べた.解析は,硬相・軟相を個別にモデル化できる結晶弾塑性解析により行った.その結果,以下の成果を得た.
(1)硬相・軟相の粒度,形状を制御でき,かつき裂が入った多結晶FEモデルを自動的に生成できるシステムを開発した.
(2)無き裂多結晶モデルを用いて,硬相硬度が微視的疲労パラメタ分布に与える影響を調べた結果,硬相硬度が増大すると,低応力振幅では硬相内における微視き裂発生・伝播速度の減少が発生するが,一定以上の応力振幅ではその効果は減退するとの結果を得た.
(3)き裂入り多結晶モデルを用いて,硬相の配置,形状がき裂端近傍の変形場,塑性仕事密度に与える影響を調べた結果,き裂前方の硬相境界にき裂が近づくと,き裂変形モードがモードIからIIへ変化する傾向を示した.これは,き裂が軟相に沿って迂回するとの実験事実に合致している.
(4)き裂入り単一相・二相モデルを用いて,結晶の繰返し軟化特性とき裂進展駆動力の関係を調べた結果,軟化の進行が急速なほど,微視き裂開口応力が増大し,き裂開口変位が減ずることがわかった.
(5)き裂入り二相モデルを用いて,側面に硬相が配置された狭隘軟相チャネル内にき裂が存在する場合の,チャネル幅とき裂進展駆動力の関係を調べた結果,微視き裂開口応力,き裂開口変位ともに,チャネル幅への依存性は認められなかった.
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