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鋼材の脆性亀裂伝播停止挙動の解明とそれに基づく構造アレストの亀裂伝播への影響評価

研究課題

研究課題/領域番号 17J07414
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 船舶海洋工学
研究機関東京大学

研究代表者

柳本 史教  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2018年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード脆性亀裂アレスト / 二重安全性 / 大型コンテナ船 / アレスト靭性 / アレスト / 脆性破壊 / 鉄鋼材料
研究実績の概要

平成30年度は以下の研究項目を実施した. 1. 平成29年度に実施したシアリップ形成試験結果の分析:複数の温度,負荷応力で実施したシアリップ形成を伴う脆性亀裂伝播試験に手えられた破面を非接触型3次元形状測定機を用いて解析した結果を分析し,シアリップ厚さの定量化を行った. 2. 亀裂先端近傍応力場決定因子の解明:従前より実施していた有限要素解析を用いた亀裂先端近傍応力場の解析を引き続き実施し,非定常効果や速度による影響を取りまとめた. 3. 脆性亀裂アレスト予測理論モデルの開発:上記1,2の成果およびこれまで実施してきた研究の内容を統合し,物理的根拠に立脚した脆性亀裂アレスト予測数値モデルを開発し,その妥当性を検証した.その結果,従来の理論モデルのような非現実的な家庭を導入することなくアレスト現象を再現することができることが示された. 4. 透明樹脂を用いた3次元構造中の亀裂伝播観察:実験難易度,コストの観点から実験趣旨を変更することなく透明度が高い弾性体であるアクリル樹脂を用いた高速き裂に対する3次元構造因子の影響について実験的に調査を行った.

なお,当初想定していた3次元Application phase有限要素解析は計算コスト上現実的ではないことが研究途上で明らかになったことから実施せず,3次元効果についてはシアリップ形成試験結果を整理することに注力した.上記のうち,1の成果及び2,3の成果をそれぞれ取りまとめ2連報の論文としてすでに破壊力学に関する国際論文誌に投稿している.また,4については破壊に関する国際学会22nd European Conference on Fractureにて発表を実施済みである.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Local stress evaluation of rapid crack propagation in finite element analyses2018

    • 著者名/発表者名
      Yanagimoto Fuminori、Shibanuma Kazuki、Nishioka Yo、Shirai Yuya、Suzuki Katsuyuki、Matsumoto Toshiyuki
    • 雑誌名

      International Journal of Solids and Structures

      巻: 144-145 ページ: 66-77

    • DOI

      10.1016/j.ijsolstr.2018.04.014

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local stress in the vicinity of the propagating cleavage crack tip in ferritic steel2018

    • 著者名/発表者名
      F. Yanagimoto, K. Shibanuma, K. Suzuki, T. Matsumoto, S. Aihara
    • 雑誌名

      Materials & Design

      巻: 144 ページ: 361-373

    • DOI

      10.1016/j.matdes.2018.02.037

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] High speed observation of fast crack propagation and arrest behaviors in 3D transparent structures2018

    • 著者名/発表者名
      Fuminori Yanagimoto, Kazuki Shibanuma, Katsuyuki Suzuki
    • 学会等名
      22nd European Conference on Fracture
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation on brittle crack propagation and arrest behaviors under high crack driving force in steel2018

    • 著者名/発表者名
      Fuminori Yanagimoto, Kazuki Shibanuma, Teppei Okawa, Katsuyuki Suzuki, Shuji Aihara
    • 学会等名
      22nd European Conference on Fracture
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 透明材料を用いた継手構造中の3次元高速亀裂伝播挙動観察2018

    • 著者名/発表者名
      柳本史教,柴沼一樹,鈴木克幸
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M2018材料力学カンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高速亀裂先端近傍応力場の支配因子に関するパラメトリックスタディ2018

    • 著者名/発表者名
      柳本史教,柴沼一樹,鈴木克幸
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会 平成30年春季講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] フェライト・パーライト鋼の劈開亀裂伝播における局所破壊応力の実験的評価2018

    • 著者名/発表者名
      柳本史教
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第175回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 有限要素法による高速伝播亀裂の局所応力評価2017

    • 著者名/発表者名
      柳本史教
    • 学会等名
      平成29年度秋季日本船舶海洋工学会講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of Local Fracture Stress during Cleavage Crack Propagation in Steels2017

    • 著者名/発表者名
      Fuminori Yanagimoto
    • 学会等名
      14th International Conference on Fracture
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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