溶接継手に存在する疲労表面き裂の発生・成長評価法に関する研究

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19360395
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 後藤 浩二 Kyushu University, 大学院・工学研究院, 准教授 (60274487)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 堤 成一郎 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教 (70344702)
• Keywords: 疲労 / 表面き裂 / 埋没き裂 / アスペクト比変化 / Line spring model

Research Abstract

研究初年度である今年度は以下の項目について研究を実施した。
1.き裂発生領域が大きい場合の仮想単独表面き裂の成長(形状変化)予測手法:
比較的広幅の試験片の幅方向に深さ一定の切欠を導入し、この切欠底の多点から発生して合体を繰り返しながら成長するする疲労き裂の形状(アスペクト比)を計測した。この結果と研究代表者らの過去の研究結果を勘案し、疲労き裂発生領域の幅が広い場合でも適用可能な、多点表面き裂の(疲労寿命予測という観点からの)取り扱い手法を構築した。ただし、き裂幅方向の応力勾配は一定である場合に限られる手法のため、き裂幅方向に応力勾配がある場合への拡張が課題である。
2.Line Spring Modelを用いた表面・埋没疲労き裂の応力拡大係数推定法:
表面・埋没き裂問題を半解析的に解く手法として、き裂最深部を含む断面を採りだした貫通き裂問題を考え、このき裂面にき裂幅(埋没き裂の場合は長軸に平行な断面)方向のリガメント領域の影響を考慮したバネを配置したLine Springモデルを活用して、表面・埋没き裂最深部の応力拡大係数を精度良く与える手法を検討したが、き裂形状及びき裂最深部から部材背面までの距離次第で、推定精度が劣ることが判明した。これに対する改善手法を検討し,新手法の妥当性を検証している段階である。