| 研究課題/領域番号 |
61302050
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
町田 進 東京大学, 工学部, 教授 (70010692)
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| 研究分担者 |
金田 重裕 東京大学, 工学部, 助手 (90010892)
新村 豊 東京大学、工学部, 助手 (40010889)
寺本 徳郎 筑波大学, 構造工学系, 講師 (00134213)
吉成 仁志 東京大学, 工学部, 助教授 (20167737)
板垣 浩 横浜国立大学, 工学部, 教授 (10017882)
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| キーワード | 疲労き裂伝播 / 広帯域ランダム荷重 / き裂開口応力 / SUS304 / 破壊靱性 / 歪速度 / マルテンサイト変態 / 液体ヘリウム温度 |
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| 研究概要 |
昨年度、溶接部の疲労発生強度に関する検討を行なったが、本年度は発生後の疲労き裂伝播に関する検討を行なった。構造物が使用中に受ける荷重はランダムであることが多い。従って構造物の安全性を確保するためにはランダム荷重下の疲労き裂伝播挙動を把握することが極めて重要である。しかしそのために常にランダム荷重下の実験を行なわねばならないとすれば煩雑さや経済性の上から非常に問題があると言える。そこで、本研究では、簡便な一定振幅荷重試験の結果を用いて、複雑なランダム荷重、特に広帯域ランダム荷重下の疲労き裂伝播特性を推定する手法の確率を目的に実験・解析を行なったものである。その結果、従来より言われているき裂開口、応力の概念がこの問題にも有効であることが判明した。そして、一定振幅試験より応力比Rと開口応力比Uとの関係を求めておけば、広帯域ランダム荷重の指標としてRr=(σ'max-σeg)/σ'max(ここに、σegは等価応力範囲、σ'maxはランダム波形の極大値のCDF=99.9%のときの値)を定義し先のU〜R関係よりUrを求めればこれを用いて一定振幅データから広帯域ランダム荷重下の疲労き裂伝播速度を予測しうることがわかった。狭帯域から広帯域へと性質の異なるランダム荷重下の疲労き裂伝播速度を予測する統一的な手法の開発が今後の課題である。
一方で、破壊靱性に関する検討として液体ヘリウム温度におけるSUS304の破壊靱性の歪速度依存性についての研究も行なった。これは超電導電磁推進船の開発に当って構造材にヘリウム温度で十分の靱性を保証するための基礎的データを収集することが目的である。ここでは、歪速度を変化させた場合の4Kでの材料特性の違いを明らかにし、特に応力で誘起されるマルテンサイトの変態量分布状況を磁気測定並びに顕微鏡観察により調べ、材料特性との関係を探った。
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