海上輸送構造体信頼性向上のための破壊力学研究

• 研究課題/領域番号: 22246108
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 粟飯原 周二 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10373599)
• 研究分担者: 吉成 仁志 海上技術安全研究所, 上席研究員 (20167737) ; 柴沼 一樹 東京大学, 工学系研究科(工学部), 助教 (30611826)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 42,250千円 (直接経費: 32,500千円、間接経費: 9,750千円); 2012年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円); 2011年度: 16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円); 2010年度: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
• キーワード: 材料 / 構造力学 / 材料・構造力学 / 破壊力学 / 船体構造 / 脆性破壊 / き裂伝播 / 溶接構造 / 数値モデル

研究概要

大型コンテナ船をはじめとする大型海上輸送体で極厚鋼板が使用されるようになり、脆性破壊を防止する技術の確立が急務であった。本研究では、高速で伝播する脆性き裂の挙動について実験と数値解析を行い、従来未解明であったき裂長さによる脆性き裂伝播停止挙動の差の原因を解明した。さらに、材質と応力の不均一を有する溶接部におけるき裂伝播挙動を予測するモデルを開発した。これらの成果は大型船体の脆性き裂伝播制御に役立つものである。

研究成果

• [雑誌論文] 破面生成エネルギーを考慮した高張力鋼の脆性き裂伝ぱ数値モデル -脆性き裂伝ぱ数値モデルの構築 第1報- (2013)
  • 著者名/発表者名: 川畑 友弥 稲見 彰則 粟飯原 周二
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 巻: Vol.16 ページ: 77-87
  • NAID: 10031139230
  • 査読あり
• [雑誌論文] 長大脆性き裂の伝播停止挙動のモデル化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 粟飯原 周二 柴沼 一樹 渡部 良行
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 巻: Vol.16 ページ: 109-120
  • NAID: 10031139233
  • 査読あり
• [雑誌論文] 長大き裂の伝播停止挙動のモデル化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 粟飯原周二、柴沼一樹、渡部良行
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 巻: vol.16 ページ: 109-120
  • 査読あり
• [雑誌論文] フェライト結晶粒内のへき開面形成シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 柴沼一樹、粟飯原周二
  • 雑誌名: 鉄と鋼 巻: vol.98、No.5 ページ: 190-196
  • NAID: 130002127294
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical and experimental analysis of brittle crack propagation and arrest in steels (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Aihara, Y.Watabe, K.Shibanuma, T.Inoue, T.Koseki
  • 雑誌名: Proceedings, Int. Offshore and Polar Eng. Conf. ページ: 90-97
  • 査読あり
• [雑誌論文] フェライト結晶粒内のへき開面形成シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 柴沼 一樹 粟飯原 周二
  • 雑誌名: 鉄と鋼 巻: Vol.98, No.5, ページ: 190-196
  • NAID: 130002127294
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental study on brittle crack propagation behavior with large scale structural component model tests - Brittle crack arrest design for large container ships-5 - (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Kubo H. Yajima S. Aihara H. Yoshinari et al.
  • 雑誌名: ISOPE 2012 (The 22st International Offshore and Polar Engineering Conference) 巻: proceedings ISOPE 2012 ページ: 36-43
  • NAID: 110009804207
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thickness effect on the brittle crack arrest toughness value (Kca) - Brittle crack arrest design for large container ships-6 - (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Sugimoto H. Yajima S. Aihara H. Yoshinari et al.
  • 雑誌名: ISOPE 2012 (The 22st International Offshore and Polar Engineering Conference) 巻: proceedings ISOPE 2012 ページ: 44-51
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical and experimental analysis of brittle crack propagation and arrest in steels (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Aihara Y. Watabe K. Shibanuma T. Inoue T. Koseki
  • 雑誌名: ISOPE 2012 (The 22st International Offshore and Polar Engineering Conference) 巻: proceedings ISOPE 2012 ページ: 90-97
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numericalsimulation of cleavage crack path in a welded joint, Proceedings (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Nakai, S.Aihara, T.Inoe
  • 雑誌名: Int. Offshoreand Polar Eng. Conf. ページ: 222-229
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical simulation of cleavage crack path in a welded joint (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Nakai, S. Aihara T. Inoue
  • 雑誌名: ISOPE 2011 (The 21st International Offshore and Polar Engineering Conference) 巻: proceedings ISOPE 2011 ページ: 222-229
  • 査読あり
• [雑誌論文] A simulation model for cleavage crack propagation in BCC polycrystalline solids (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Aihara Y. Tanaka
  • 雑誌名: Acta Materialia 巻: Vol.59, No.11 ページ: 4641-4652
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of guidelines on brittle crack arrest design- Brittle crack arrest design for large container ships-1 - (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamaguchi, H.Yajima, S.Aihara, H.Yoshinari, et al.
  • 雑誌名: Proc.The 20th International Offshore and Polar Engineering Conference 巻: proceedings(CDROM) ページ: 71-79
  • NAID: 110008460352
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of brittle crack arrest toughness K_CA test method-Brittle crack arrest design for large container ships-2 - (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Kawabata, K Matsumoro, T.Ando, H.Yajima, S.Aihara, H.Yoshinari, et al.
  • 雑誌名: Proc.The 20th International Offshore and Polar Engineering Conference 巻: proceedings(CDROM) ページ: 80-87
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of structural discontinuities of welded joints on brittle crack propagation behavior-Brittle crack arrest design for large container ships-3 - (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Hands, T.Matsumoto, H.Yajima, S.Aihara, H.Yoshinari, et al.
  • 雑誌名: Proc.The 20th International Offshore and Polar Engineering Conference 巻: proceedings(CDROM) ページ: 88-94
  • NAID: 110008460354
  • 査読あり
• [雑誌論文] Required brittle crack arrest toughness K_CA value with actual-scale model tests-Brittle crack arrest design for large container ships-4 - (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamaguchi, H.Yajima, S.Aihara, H.Yoshinarl, et al
  • 雑誌名: Proc.The 20th International Offshore and Polar Engineering Conference 巻: proceedings(CDROM) ページ: 95-101
  • 査読あり
• [雑誌論文] A simulation modelfor cleavage crack propagation in BCCpolycrystalline solids
  • 著者名/発表者名: S.Aihara, Y.Tanaka
  • 雑誌名: Acta Materialia ページ: 4641-4652
  • 査読あり
• [学会発表] フェライト鋼のへき開破面単位の温度依存性とそのモデル化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 柴沼一樹、粟飯原周二
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会シンポジウム
  • 発表場所: 松山
• [学会発表] フェライト鋼のへき開破面単位の温度依存性とそのモデル化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 柴沼 一樹 粟飯原 周二
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会シンポジウム「構造材料のミクロ組織と破壊特性」
  • 発表場所: 愛媛県 愛媛大学
• [学会発表] 鉄鋼材料における脆性き裂伝ぱ時の散逸エネルギー (2012)
  • 著者名/発表者名: 川畑 友弥 粟飯原 周二
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会シンポジウム「構造材料のミクロ組織と破壊特性」
  • 発表場所: 愛媛県 愛媛大学
• [学会発表] 脆性き裂伝播停止特性に及ぼすESSO試験における打撃の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金子 雅人 川畑 友弥 清水 洋志 粟飯原 周二
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会 第164回秋季講演大会
  • 発表場所: 愛媛県 愛媛大学
• [学会発表] 大型構造モデル試験を用いた脆性亀裂伝播停止挙動に関する実証的研究（大型コンテナ船の脆性亀裂アレスト設計関連） (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉本圭 矢島浩 粟飯原周二 吉成仁志 他
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会 秋季講演会
  • 発表場所: 千葉県 東京大学柏キャンパス
• [学会発表] 脆性亀裂伝播停止特性における板厚影響に関する実証的研究（大型コンテナ船の脆性亀裂アレスト設計関連） (2012)
  • 著者名/発表者名: 久保亮文 矢島浩 粟飯原周二 吉成仁志 他
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会 秋季講演会
  • 発表場所: 千葉県 東京大学柏キャンパス
• [学会発表] フェライト鋼におけるへき開破面単位形成シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 柴沼 一樹 粟飯原 周二
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会 第163回春季講演大会
  • 発表場所: 神奈川県 横浜国立大学
• [学会発表] 脆性き 裂伝播停止挙動のモデル化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柴沼一樹、渡部良行、粟飯原周二
  • 学会等名: 日本船舶海洋工 学会秋季講演会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] フェライト鋼における劈開破面単位とその温度依存性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柴沼 一樹、 粟飯原 周二
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会 第162回秋季講演大会
  • 発表場所: 大阪府 大阪大学
• [学会発表] 鋼溶接継手におけるへき開き裂伝播挙動の三次元 シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 中居寛明、粟飯原周二、井上健裕
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会秋季講演会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 鋼溶接継手におけるへき開き裂伝播挙動の三次元シミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 中居寛明、粟飯原周二、井上健裕
  • 学会等名: 平成22年度日本船舶海洋工学会秋季講演会、第11号、2010E-G4-2
  • 発表場所: 東京タワーホール船堀
  • 年月日: 2009-11-12
• [学会発表] 脆性き裂伝播停止挙動のモデル化
  • 著者名/発表者名: 柴沼 一樹 渡部 良行 粟飯原 周二
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会 秋季講演会
  • 発表場所: 東京都 タワーホール船堀
• [備考]
  • URL: http://www.fract.t.u-tokyo.ac.jp/
• [備考] Aiahra lab. The University of Tokyo
  • URL: http://www.fract.t.u-tokyo.ac.jp/
• [備考] Aihara lab. The University of Tokyo
  • URL: http://www.fract.t.u-tokyo.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://www.fract.t.u-tokyo.ac.jp/index.html