腐食環境下における海洋構造部材の破壊学特性に関する研究

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研究実績の概要を申請に示した項目について以下に示す。【.encircled1.】実際の腐食環境を実験室でシミュレーションし、かつ、比較的短時間で長寿命腐食疲労の特性を把握するための実験装置を考察した。腐食セル内のアノード電位を上げ、腐食を加速させ実際の現象とタイムスケールを換算することができた。【.encircled2.】片側予き裂の試験片に腐食セルを取り付け、き裂進展量を交流ポテンシャル法で測定し、き裂進展速度と有効応力拡大係数との関係を求めた。破壊力学の手法を用いて腐食環境中のS-N曲線を提案した。【.encircled3.】別途行った平滑材の腐食中、および空気中での疲労実験結果と予測強度との比較検討を行い、腐食環境中と空気中では、その特性は大きく相違するすることを明らかにした。腐食疲労の場合、破壊力学手法による各作用応力値による疲労寿命は平滑材の疲労実験の疲労寿命より少なくなるが、低応力状態までの腐食疲労特性を把握することができた。【.encircled4.】応力拡大係数の計算はJ積分法を用いて行い、有限要素法による値と比較し、その有用性を確かめた。現在鋼管シェル部材の効力拡大係数の算定に取り組んでいる。【.encircled5.】き裂発生機構を解明するために、空気中の予き裂をいれた平滑材を鏡面仕上げし、表面亀裂のミクロ観察を行った。初期き裂は結晶の粒界線に沿ってすべり線が生じ、これが発達して初期き裂が発生する。その後、安定き裂は鋸歯状型を呈して結晶粒内、結晶粒界のいずれにも成長することを観察できた。これによって、微視き裂の発生・成長をも考慮したき裂進展速度と応力拡大係数との関係を明らかにし、より現実に即した疲労寿命予測を行うことができる。