Establishing a creep life prediction methodology for heat-resistant structures at high temperatures

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多結晶体の幾何学的特徴を再現する「微視組織モデル」、粒界相対速度理論に立脚した「クリープ変形モデル」、および、粒界上の作用応力平衡理論に立脚した「ボイド生成・成長モデル」を統合化した粒界拡散クリープモデルを純ニッケルを用いた平滑材標準クリープ試験に適用し、その妥当性を検証した。実験で取得した断面の粒界ボイドの生成確率を負荷方向と粒界の成す角度で整理することで独自の評価指標を考案した。ボイド生成状況に関する実験結果とモデルによる計算結果の比較を行った結果、両者は極めて良い一致を示し、開発したモデルの妥当性を立証した。さらに、多結晶体粒界拡散クリープモデルによる計算結果に基づき、試験片や実機などの構造スケールの巨視的なクリープ挙動を再現可能なマルチスケール解析を実現するために、均質化法の概念を参考にしたデータ駆動型モデルの開発を行った。具体的には、多結晶体粒界拡散クリープモデルを用いて想定されるひずみテンソル・応力テンソルの範囲に対するひずみ速度テンソルの応答のデータベースを構築し、これを有限要素解析のクリープ構成方程式として用いるための探索アルゴリズムを開発した。