船舶海洋構造物のｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ評価手法の高度化

• 研究課題/領域番号: 22246109
• 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: 横浜国立大学
• 研究代表者: 角 洋一 横浜国立大学, 工学研究院, 教授 (80107367)
• 研究分担者: 川村 恭己 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (50262407)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 46,800千円 (直接経費: 36,000千円、間接経費: 10,800千円); 2013年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円); 2012年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円); 2011年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円); 2010年度: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
• キーワード: 船舶工学 / 海上安全 / 長寿命化 / 構造材料 / 海洋工学 / 疲労強度 / ホイッピング応力 / ピーニング処理 / 溶接残留応力 / 過大荷重 / 腐食衰耗 / 材料・構造力学 / 疲労 / ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ / durability

研究概要

本研究では、大波高時のスラミングに誘起されるホイッピングを考慮した疲労き裂の伝播に関して、実験および数値シミュレーションにより疲労き裂進展に及ぼす振動応力成分の重畳影響を明らかにした。残留応力下の疲労き裂進展の解明に関しては、溶接残留応力とともに過大荷重負荷やピーニング処理後の残留応力の算定法を開発し、残留応力影響を考慮した新しい疲労き裂管理概念を示した。腐食平板については、腐食面の表面形状のランダム性の表現法、腐食材の破断数値シミュレーション法とその実験的検証を行うとともに、経年腐食を考慮したリスクベース評価手法を提案した。

研究成果

• [雑誌論文] Fatigue crack propagation in marine structures under seaway loading (2014)
  • 著者名/発表者名: Y.Sumi
  • 雑誌名: International Journal of Fatigue 巻: 58 ページ: 218-224
  • DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2013.03.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fracture control of extremely thick welded steel plates applied to the deck structure of large container ships (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Sumi, H.Yajima, M.Toyosada, T.Yoshikawa, S.Aihara, K.Gotoh, Y.Ogawa, T.Matsumoto, K.Hirota, H.Hirasawa, M.Toyoda and Y.Morikage
  • 雑誌名: Journal of Marine Science and Technology 巻: 18-4 号: 4 ページ: 497-514
  • DOI: 10.1007/s00773-013-0222-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of preload and stress ratio on fatigue strength of welded joints improved by ultrasonic impact treatment (2013)
  • 著者名/発表者名: T.Okawa, H.Shimanuki, Y.Funatsu, T.Nose, Y.Sumi
  • 雑誌名: Welding in the World 巻: 57-2 号: 2 ページ: 235-241
  • DOI: 10.1007/s40194-012-0018-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] A study on random field model for representation of geometry of corroded plates and estimation of stochastic property of their strength (2013)
  • 著者名/発表者名: Myo Myo Htun, Y.Kawamura, M.Ajiki
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 巻: 18号 ページ: 91-99
  • NAID: 130004495270
  • 査読あり
• [雑誌論文] A study on random field model for representation of geometry of corroded plates and estimation of stochastic property of their strength (2013)
  • 著者名/発表者名: Myo Myo Htun, Kawamura, Y., and Ajik, M.
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 巻: 18 ページ: 91-99
  • NAID: 130004495270
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thickness effects on fatigue strength of plates with semi-elliptical side notches and weld joints (2011)
  • 著者名/発表者名: S.M.Ikhtiar Mahmud and Y.Sumi
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 巻: 14号 ページ: 19-26
  • NAID: 10030137024
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geometrical effects of pitting corrosion on strength and deformability of steel rectangular plates subjected to uniaxial tension and pure bending (2011)
  • 著者名/発表者名: Muhammad Rabiul Islam, Y.Sumi
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 巻: 14号 ページ: 9-17
  • NAID: 10030137004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-scale modeling of fatigue crack propagation applied to random sequence of clustered loading (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Sumi and T.Inoue
  • 雑誌名: Marine Structures 巻: 24 号: 2 ページ: 117-131
  • DOI: 10.1016/j.marstruc.2011.02.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geometrical effects of pitting corrosion on strength and deformability of steel rectangular plates subjected to uniaxial tension and pure bending (2011)
  • 著者名/発表者名: Muhammad Rabiul Islam, Yoichi Sumi
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 巻: 14 ページ: 9-17
  • NAID: 10030137004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thickness effects on fatigue strength of plates with semi-elliptical side notches and weld joints (2011)
  • 著者名/発表者名: S.M.Ikhtiar, Yoichi Sumi
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 巻: 14 ページ: 19-26
  • NAID: 10030137024
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-scale modeling of fatigue crack propagation applied to random sequence of clustered loading (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Sumi , T.moue
  • 雑誌名: Marine Structures 巻: in press ページ: 15-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crack paths in weld details under combined normal and shear loading (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Sumi M.Mohri and M.Nakamura
  • 雑誌名: Engineering Fracture Mechanics 巻: 77 号: 11 ページ: 2115-2125
  • DOI: 10.1016/j.engfracmech.2010.02.017
  • 査読あり
• [学会発表] Fatigue crack problems in relation to the up-sizing marine structures (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Sumi
  • 学会等名: Proceedings of the 27th Asian-Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures
  • 発表場所: National Taiwan Ocean University, Keelung (pp.29-36)
• [学会発表] Welding residual stress and its effect on fatigue crack propagation after over loading (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuan Kuilin and Y.Sumi
  • 学会等名: Analysis and Design of Marine Structures
  • 発表場所: Taylor & Francis Group (pp.447-455)
• [学会発表] A study on the method to estimate the stochastic property of the strength of corroded plate by response surface method with polynomial chaos expansion (2013)
  • 著者名/発表者名: Myo Myo Htun, Y.KawamuraMyo Myo Htun, Y.Kawamura
  • 学会等名: Proceedings of the PRADS2013
  • 発表場所: (pp731-738)
• [学会発表] Fatigue crack problems in relation to the up-sizing marine structures (2013)
  • 著者名/発表者名: Sumi, Y.
  • 学会等名: 27th Asian-Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures
  • 発表場所: National Taiwan Ocean University, Keelungｑ, Taiwan
  • 招待講演
• [学会発表] 破壊力学の工学設計への適用について (2013)
  • 著者名/発表者名: 角洋一
  • 学会等名: 数学・数理科学と諸科学・産業との連携ワークショップ
  • 発表場所: 金沢大学サテライトプラザ、金沢
  • 招待講演
• [学会発表] 溶接残留応力と過大荷重負荷後の疲労き裂伝播について (2013)
  • 著者名/発表者名: 角洋一
  • 学会等名: PUCA2013 Japan Forum
  • 発表場所: ヒルトン東京、東京
  • 招待講演
• [学会発表] 小振幅荷重を重畳した繰り返し荷重下の疲労き裂伝播について (2013)
  • 著者名/発表者名: 角洋一、高碕怜史、早川銀河
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会平成25年春季講演会
  • 発表場所: 広島国際会議場、広島
• [学会発表] A study on the method to estimate the stochastic property of the strength of corroded plate by response surface method with polynomial chaos expansion (2013)
  • 著者名/発表者名: Myo Myo Htun, Kawamura, Y., and Ajik, M.
  • 学会等名: PRADS2013
  • 発表場所: Changwon, Korea
• [学会発表] Welding residual stress and its effect on fatigue crack propagation after overloading (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuan, K.
  • 学会等名: 4th International Conference of Marine Structures
  • 発表場所: Espoo, Finland
• [学会発表] A study on random field model for representation of corroded surface (2013)
  • 著者名/発表者名: Myo Myo Htun
  • 学会等名: 4th International Conference of Marine Structures
  • 発表場所: Espoo, Finland
• [学会発表] 小振幅荷重を重畳した繰り返し荷重彼の疲労き裂伝播について (2013)
  • 著者名/発表者名: 角 洋一
  • 学会等名: 平成25年度日本船舶海洋工学会春季講演会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] Some problems of fatigue crack propagation in marine structures under seaway loading (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Sumi
  • 学会等名: Proceedings of the International Conference on Crack Paths (CP2012)
  • 発表場所: Gaeta (CD-ROM (12pages))
• [学会発表] Some problems of fatigue crack propagation in marine structures under seaway loading (2012)
  • 著者名/発表者名: Sumi, Y.
  • 学会等名: 4th International Conference on Crack Paths
  • 発表場所: Gaeta, Italy
  • 招待講演
• [学会発表] 疲労き裂成長に及ぼすスラミング・ホイッピング応力の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 角 洋一
  • 学会等名: 平成24年度日本船舶海洋工学会春季講演会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Random Field Model for Representation of Corroded Surface (2012)
  • 著者名/発表者名: Myo Myo Htun
  • 学会等名: 平成24年度日本船舶海洋工学会春季講演会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 疲労強度に及ぼす板厚効果に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山本規雄
  • 学会等名: 平成24年度日本船舶海洋工学会秋季講演会
  • 発表場所: 柏
• [学会発表] Lifecycle Structural Optimization of Ship Structures Based on Risk-based Approach (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawamura
  • 学会等名: The 6th International Conference of the Port-city University League
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2011-11-10
• [学会発表] Corroded steel plates subjected to uniform bending : Experimental and nonlinear finite element studies (2011)
  • 著者名/発表者名: Muhammad Rabiul Islam
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会平成23年春季講演会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2011-05-19
• [学会発表] Thickness effects on fatigue strength considering butt and fillet weld joints (2011)
  • 著者名/発表者名: S.M.Ikhtiar
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会平成23年春季講演会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2011-05-19
• [学会発表] Geometrical effects on strength and deformability of corroded steel plates (2011)
  • 著者名/発表者名: M.R.abiul, Islam , Y.Sumi
  • 学会等名: 3^<rd> International Conference on Marine Structures
  • 発表場所: Technical University of Hamburg-Harburg, Germany
  • 年月日: 2011-03-29
• [学会発表] Geometrical effects on strength and deformability of corroded steel plates (2011)
  • 著者名/発表者名: Muhammad Rabiul Islam, Y.Sumi
  • 学会等名: Advances in Marine Structures, Taylor & Francis Group
  • 発表場所: (pp.151-159)
• [学会発表] Effect of preload and stress ratio on fatigue strength of welded joints improved by ultrasonic impact treatment (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Okawa
  • 学会等名: Annual Assembly & International Conference of the International Institute of Welding
  • 発表場所: Chennai, India
• [学会発表] Multi-scale modeling of fatigue crack propagation applied to random sequence of clustered loading (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Sumi, T.Inoue
  • 学会等名: Marine Structures-An Outlook
  • 発表場所: Technical University of Denmark, Denmark
  • 年月日: 2010-10-29
• [学会発表] Experimental and computational studies on fatigue crack propagation under the effects of random sequence of clustered loading (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Sumi, T.moue
  • 学会等名: 11^<th> International Symposium on Practical Design of Ships and Other Floating Structures
  • 発表場所: Rio de Janeiro Brazil
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] Fatigue crack propagation under random sequence of clustered loading-numerical simulation versus fatigue tests (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Sumi
  • 学会等名: Symposium in memory of Professor Toshio Mura Recent Advances in Nano-Micromechanics of Materials
  • 発表場所: Northwestern University, Evanston,ILL, USA
  • 年月日: 2010-05-24
• [学会発表] Overview of Japanese joint research project on safety-related issue of extremely thick steel plate applied to large container ships (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Sumi, H.Yajima, M.Toyosada, T.Yoshikawa, S.Aihara, T.Matsumoto, K.Hirota, H.Hirasawa, M.Toyoda and K.Gotoh
  • 学会等名: Proceedings of PRADS 2010
  • 発表場所: Rio de Janeiro (pp.980-98)
• [学会発表] Experimental and computational studies on fatigue crack propagation under the effects of random sequence of cluster loading (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Sumi and T.Inoue
  • 学会等名: Proceedings of PRADS 2010
  • 発表場所: Rio de Janeiro (pp.1366-1374)
• [学会発表] Comparison of two different hold frame structures of a bulk carrier based on structural reliability analysis (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawamura and Y.Sumi
  • 学会等名: Proceedings of PRADS 2010
  • 発表場所: Rio de Janeiro (pp.1421-1431)
• [図書] Mathematical and Computational Analyses of Cracking Formation, -Fracture Morphology and its Evolution in Engineering Materials and Structures- (2014)
  • 著者名/発表者名: Y.Sumi
  • 総ページ数: 282
  • 出版者: Springer(ISBN 978-4-431-54934-5)
• [図書] Mathematical and Computational Analyses of Cracking Formation - Fracture Morphology and Its Evolution in Engineering Materials and Structures (2014)
  • 著者名/発表者名: Sumi, Y.
  • 総ページ数: 282
  • 出版者: Springer Verlag
• [図書] 第I編現象の数理:亀裂進展経路 (分担執筆), 応用数理ハンドブック (日本応用数理学会編) (2013)
  • 著者名/発表者名: 角洋一
  • 出版者: 朝倉書店、東京