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Fatigue crack propagation analysis using the temporal multiscale analysis scheme

使用时间多尺度分析方案进行疲劳裂纹扩展分析

基本信息

批准号：
19560096
负责人：
OKADA Hiroshi
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kagoshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

エネルギー機器, 航空機, 船舶, 橋梁等様々な構造の構造健全性評価において, 破壊力学と有限要素法に基づくき裂進展解析は大変有用なツールである. き裂進展解析により, 構造余寿命や構造の載荷能力を知ることができる. ところが, 金属材料で構成される構造のき裂進展現象において, き裂の先端近傍で塑性変形が発生することが多い. そのため, き裂進展解析を精密に行おうとすると, 一荷重サイクルを数増分ステップに分け, さらに, 数千~数十万回にわたる繰返し荷重サイクルに対する弾塑性解析を行う必要が生じる.このような解析は, 計算コストの面から現実的には不可能である. そのため, 現在のところ, 疲労き裂進展解析のほとんどは材料を線形弾性体であると仮定して行われている. また, 進展中のき裂を静止き裂と見なして弾塑性解析を行うこともあるが, ひずみ履歴を全く無視しており, 精度が良いとはいえない.時系列マルチスケール解析手法により, 弾塑性疲労き裂進展解析を精度良く, かつ現実的な計算コストで可能にすることが本研究の目的である.実施した研究項目は, (1) 既往研究の調査, (2) 時系列マルチスケール解析の定式化, (3) 時系列マルチスケール解析によるき裂進, (4) 一次元問題解析による定式化の検証, (5) 時系列マルチスケール手法のコンピュータプログラム実装と実証解析, である. 以上より, 時系列マルチスケール解析の定式化と実行に成功したといえる.

The structural soundness evaluation of structures, such as machines, aircraft, ships, bridges, etc., is useful in the analysis of fundamental cracks by the finite element method of mechanics. Analysis of fracture progress, structural residual life and structural load capacity. In this paper, the structure of metallic materials is divided into two parts: one part is the crack development phenomenon, the other part is the plastic deformation phenomenon near the crack tip. The analysis of crack progress is carried out precisely, and the analysis of crack progress is carried out precisely, and the analysis of crack progress is carried out precisely. It is impossible to analyze and calculate the problem. The analysis of the material's linear properties is carried out in a fixed manner. In the process, the crack is still, the crack is still, the plastic analysis is complete, and the accuracy is good. Time series analysis method, plastic fatigue crack progress analysis accuracy is good, and the calculation of the actual situation is possible. The implementation of the research project is: (1) investigation of previous studies;(2) formalization of time series analysis;(3) analysis of time series analysis;(4) formalization of one-dimensional problem analysis;(5) analysis of time series analysis of time series analysis. The above is a series of time series analysis of the formalization of success.