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溶接継手に存在する疲労表面き裂の発生・成長評価法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19360395
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 船舶海洋工学
研究機関九州大学

研究代表者

後藤 浩二  九大, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60274487)

研究分担者 堤 成一郎  九州大学, 大学院・工学研究院, 助教 (70344702)
研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)
2009年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2008年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2007年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
キーワード疲労 / き裂進展解析 / Slice Synthesis Methodology(SSM) / 塑性拘束係数 / アスペクト比 / き裂前縁形状 / 表面き裂 / 埋没き裂 / アスペクト比変化 / Line spring model
研究概要

船舶・海洋構造物等の大型溶接構造物で生じる主な疲労破壊は,溶接止端や溶接金属内に残存する欠陥を起点とする表面・埋没き裂であり,既報損傷については構造様式の改良等によりある程度克服できたが,材料の進歩や船殻設計思想の変化等に伴い,予期し難い疲労損傷を生じる可能性が残されているため,表面・埋没き裂の成長挙動を精度良く推定する手法を確立する事は極めて重要である。上述の問題を解決する一環として,今年度は以下に述べる一連の研究を遂行した。
1.Slice Synthesis Methodologyを用いた表面・埋没疲労き裂の応力拡大係数推定法及び結合力モデルの構築:
表面・埋没き裂問題を半解析的に解く手法として,き裂最深部を含む断面を採りだした貫通き裂問題を考え,このき裂面にき裂幅(埋没き裂の場合は長軸に平行な断面)方向のリガメント領域の影響を考慮したバネを配置したLine Springモデルの一種として知られているSlice Synthesis Methodologyを活用して,表面・埋没き裂最深部の応力拡大係数を精度良く与える手法の改良を進め,応力拡大係数の推定精度向上を図ると共に,弾塑性き裂問題に関するき裂結合力モデルの構築を行った。
2.疲労表面き裂成長時のき裂前縁形状変化に関する検討:
疲労表面き裂の成長に伴うき裂前縁の応力拡大係数分布を調査してその傾向を把握すると共に,き裂前縁の形状変化を追跡する手法の定式化を行った。
3.き裂結合力モデルに用いられる塑性拘束係数に関する検討:
塑性拘束係数に及ぼす幾何形状,板厚及び加工硬化特性に関して実測結果と比較しっっ,数値検討を行い,弾塑仁き裂開口変位推定の精度向上を達成した。また,疲労き裂進展シミュレーションに入力するための,適切な塑性拘束係数の設定方法ついて検討した。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2008

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件)

  • [雑誌論文] Slice Synthesis Methodologyを用いた三次元き裂の応力拡大係数算定手法について2008

    • 著者名/発表者名
      永田幸伸, 後藤浩二
    • 雑誌名

      日本船舶海洋工学会講演論文集 Vol. 6

      ページ: 343-346

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Stress Intensity Factors for Three Dimensional Cracks by Applying Slice Synthesis Methodology2008

    • 著者名/発表者名
      Koji GOTOH, Yukinobu NAGATA
    • 雑誌名

      Proceedings of The Eighteenth International Offshore and Polar Engineering Conference (ISOPE2008) Vol. 4

      ページ: 236-240

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] き裂結合力モデルの三次元き裂問題への拡張に関する基礎検討2008

    • 著者名/発表者名
      永田幸伸, 福留邦繁, 後藤浩二
    • 雑誌名

      日本船舶海洋工学会講演論文集 Vol. 7W

      ページ: 55-58

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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