力学的環境に結晶組織の影響を考慮した構造物の疲労寿命の革新的向上に関する研究

• 研究課題/領域番号: 23360391
• 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: 長崎大学
• 研究代表者: 勝田 順一 長崎大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20161078)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2013年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2012年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円); 2011年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
• キーワード: 亀裂伝播 / 疲労亀裂 / 結晶組織 / 力学的環境 / 画像処理 / 疲労き裂 / 伝播経路 / 鋼材 / パーライト / ３次元形状 / 疲労き裂伝播 / 結晶組織の影響 / 疲労き裂の屈曲 / PIV法 / ヒステリシスループ

研究概要

現在，力学環境のみで評価されている疲労亀裂伝播の領域を，結晶組織の影響も考慮した評価方法を検討して，構造物の疲労寿命推定の高精度化や，耐疲労亀裂伝播鋼の開発するための基礎的研究である。なお，研究の特徴は，一般的疲労試験条件で撮影した画像を処理して，伝播挙動への影響を直接分析することである。
得られた成果は，疲労亀裂伝播中の動画を高速，高倍率で撮影し，この動画をＰＩＶ法を用いて亀裂先端近傍の変形のみを抽出して，亀裂先端の変形動画を作成すること，この画像を処理して，再引張り塑性域や再圧縮塑性域を算出することに，ほぼ成功し，疲労亀裂伝播経路と結晶組織の関係を３次元的に明らかにできたことである。

研究成果

• [雑誌論文] 疲労き裂伝播の減速現象を評価するためのシミュレーション法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 勝田順一, 楠葉貞治, 誉田登, 久保諭, 山口正弘, 和田眞禎
  • 雑誌名: 本船舶海洋工学会論文集 巻: 第15号 ページ: 125-133
  • NAID: 10030509740
  • 査読あり
• [雑誌論文] 疲労き裂伝播の減速現象を評価するためのシミュレーション法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 勝田順一
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 巻: Vol. 15 ページ: 125-133
  • NAID: 10030509740
• [学会発表] 疲労亀裂先端の挙動と材料特性を考慮した疲労亀裂伝播 (2014)
  • 著者名/発表者名: 勝田順一
  • 学会等名: 日本溶接協会鉄鋼部会 技術委員会FTE委員会
  • 発表場所: 溶接会館
  • 年月日: 2014-03-10
• [学会発表] 第II領域における疲労亀裂伝播試験の計測条件に関する考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井村友祐, 勝田順一
  • 学会等名: 溶接学会九州支部
  • 発表場所: 長崎総合科学大学
  • 年月日: 2013-07-19
• [学会発表] 疲労き裂伝播の新しい評価方法の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 勝田順一
  • 学会等名: 溶接学会第238回溶接疲労強度研究委員会
  • 発表場所: 溶接会館
  • 年月日: 2013-06-26
• [学会発表] 屈曲伝播する疲労き裂の伝播経路に及ぼす結晶組織の三次元形状の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松口幹保, 勝田順一, 和田槇禎
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会講演会
  • 発表場所: 広島国際会議場
• [学会発表] 塑性変形の繰返しを考慮した材料限界を用いた疲労き裂伝播シミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 大石隆平, 勝田順一, 和田槇禎
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会講演会
  • 発表場所: 広島国際会議場
• [学会発表] 屈曲伝播する疲労き裂の伝播経路に及ぼす結晶組織の三次元形状の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松口幹保，勝田順一，和田槇禎
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会春季講演会
  • 発表場所: 広島市 広島国際会議場
• [学会発表] 塑性変形の繰返しを考慮した材料限界を用いた疲労き裂伝播シミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 大石隆平，勝田順一，和田槇禎
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会春季講演会
  • 発表場所: 広島市 広島国際会議場
• [学会発表] 屈曲伝播する疲労き裂の伝播経路に及ぼす結晶組織の3次元形状の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 勝田順一
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会
  • 発表場所: 広島国際会議場（広島市）
• [学会発表] 特性試験フリーを考慮した疲労き裂伝播シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 勝田順一
  • 学会等名: 溶接学会溶接構造研究委員会溶接構造シンポジウム2011
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2011-11-15
• [学会発表] 特性試験フリーを考慮した疲労き裂伝播シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 勝田順一
  • 学会等名: 溶接学会溶接構造シンポジウム'11
  • 発表場所: 大阪市
  • 年月日: 2011-11-15
• [学会発表] 鋼材の伸び性能が疲労き裂伝播に及ぼす影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 和田眞禎, 才木隼, 甲木里沙, 勝田順一
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会西部支部秋季講演会
  • 発表場所: 下関市
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] PIV Based Displacement Vector Estimation Around The Fatigue Crack Tip (2011)
  • 著者名/発表者名: Masao Moriyama, Koji Fujita, Ryoji Nakashima, Junichi Katsuta
  • 学会等名: International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2011
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2011-09-19
• [学会発表] 疲労き裂先端における開閉口挙動のPIV法を用いた分析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 牛島大介, 藤田晃司, 森山雅雄, 勝田順一
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会春季講演会
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2011-05-19
• [学会発表] PIV Based Displacement Vector Estimation Around The Fatigue Crack Tip (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Moriyama, K. Fujita1, R. Nakashima and J. Katsuta
  • 学会等名: International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2011
  • 発表場所: Kobe International Conference Center
• [学会発表] 鋼材の伸び性能が疲労き裂伝播に及ぼす影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 和田眞禎, 才木隼, 甲木里沙, 勝田順一
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会講演会
  • 発表場所: 下関市シーモールパレス
• [学会発表] 鋼構造物溶接継手部からの疲労損傷の検知とその評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高塚恭兵, 勝田順一, 河野和芳
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会講演会
  • 発表場所: 下関市シーモールパレス
• [学会発表] 疲労き裂先端における開閉口挙動のPIV法を用いた分析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 牛島大介, 藤田晃司, 森山雅雄, 勝田順一
  • 学会等名: 日本船舶海洋工学会講演会
  • 発表場所: 福岡県中小企業振興センター
• [学会発表] 疲労き裂伝播の新しい評価方法の検討
  • 著者名/発表者名: 勝田順一
  • 学会等名: 溶接学会第２３８回溶接疲労強度研究委員会
  • 発表場所: 東京都秋葉原 溶接会館
  • 招待講演
• [学会発表] 第II領域における疲労亀裂伝播試験の計測条件に関する考察
  • 著者名/発表者名: 井村友祐，勝田順一
  • 学会等名: 溶接学会九州支部研究発表会
  • 発表場所: 長崎市 長崎総合科学大学
• [学会発表] 疲労亀裂先端の挙動と材料特性を考慮した疲労亀裂伝播
  • 著者名/発表者名: 勝田順一
  • 学会等名: 日本溶接協会 鉄鋼部会 技術委員会 ＦＴＥ委員会
  • 発表場所: 東京都秋葉原 溶接会館
  • 招待講演