層状組織鋼の疲労き裂進展特性に及ぼす材料組織レベルの微視的残留応力の影響の解明

• 研究課題/領域番号: 21760075
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 三上 欣希 大阪大学, 工学研究科, 助教 (40397758)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2009年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 層状組織鋼 / 疲労き裂進展特性 / 微視的残留応力 / ミクロ組織 / 相変態 / 変態膨張 / 強度不均質 / 数値シミュレーション / 繰返し応力 / インデンテーション

研究概要

層状組織鋼に存在する微視的残留応力の数値解析手法を構築し,微視的残留応力分布を明らかにした.その結果,フェライト相に引張,マルテンサイト相に圧縮の微視的残留応力が存在し,疲労き裂進展経路が迂回,屈曲することを微視的残留応力の観点から説明することができた.さらに,微視的残留応力が存在するもとでのき裂進展解析手法も構築し,き裂進展解析を行った.その結果,マルテンサイト相に存在する圧縮の残留応力によってき裂進展速度が低下することを示した.

研究成果

• [雑誌論文] Numerical simulation of transformation-induced microscopic residual stress in ferrite-martensite lamellar steel (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Mikami, A.Inao, M.Mochizuki, M.Toyoda
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series Vol.165, No.1 ページ: 12080-12080
  • 査読あり
• [学会発表] フェライト・マルテンサイト層状組織鋼の相変態誘起型微視的残留応力とその疲労き裂進展特性向上に及ぼす影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三上欣希
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会材料・溶接研究会
  • 発表場所: 文京区(東京都)
  • 年月日: 2011-03-22
• [学会発表] 予ひずみ付与によるフェライト・マルテンサイト層状組織高の微視的残留応力・ひずみ状態の変化の計測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 稲生明弘, 三上欣希, 島貫広志, 望月正人
  • 学会等名: 溶接構造シンポジウム2009
  • 発表場所: 吹田市(大阪府)
  • 年月日: 2009-11-18
• [学会発表] フェライト・マルテンサイト層状組織鋼における微視的残留応力・ひずみ状態の実験的推定手法に関する検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 稲生明弘, 三上欣希, 島貫広志, 望月正人
  • 学会等名: 溶接学会平成21年度秋季全国大会
  • 発表場所: 徳島市(徳島県)
  • 年月日: 2009-09-11
• [学会発表] 予ひずみ付与によるフェライト・マルテンサイト層状組織鋼の微視的残留応力・ひずみ状態の計測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 稲生明弘, 三上欣希, 島貫広志, 望月正人
  • 学会等名: 溶接構造シンポジウム2009講演論文集,溶接学会溶接構造研究委員会,425-428
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] Transformation-Induced Microscopic Residual Stress in Ferrite-martensite Lamellar Steels and Its Influence on Fatigue Crack Propagation Paths (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Mikami, A.Inao, M.Mochiuki, K.Nakashima, H.Shimanuki
  • 学会等名: 19th International Offshore and Polar Engineering Conference (ISOPE2009), ISOPE2009-TPC-550
  • 発表場所: Osaka, Japan
• [学会発表] フェライト・マルテンサイト層状組織鋼における微視的残留応力・ひずみ状態の実験的推定手法に関する検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 稲生明弘, 三上欣希, 島貫広志, 望月正人
  • 学会等名: 平成21年度溶接学会秋季全国大会
  • 発表場所: 徳島