急峻な硬さ分布を持つ材料の応力腐食割れ進展評価法の構築

陡峭硬度分布材料应力腐蚀裂纹扩展评价方法的建立

• 批准号: 13J04645
• 负责人: 安岡 哲夫
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J04645/
• 关键词: 応力拡大係数; 硬さ分布勾配; 応力腐食割れ; き裂進展評価

応力拡大係数は応力腐食割れ事象等のき裂進展評価に用いられる破壊力学パラメータであり, 線形弾性材料のき裂先端近傍の応力状態を表すパラメータである. 応力腐食割れは特に溶接部周辺で発生および進展するが, 溶接部には複雑な残留応力分布と硬さ分布が存在する. そのような領域のき裂先端においては, 残留応力勾配および硬さ勾配が存在しており, それらの勾配はき裂先端の応力状態に影響を与え, 応力拡大係数が適用できなくなる可能性が考えられる. 著者はこれまでに, 急峻な残留応力勾配が存在する時, その周辺で応力拡大係数の適用が不適切となることを報告している. 本研究では, もうひとつの要因である硬さに焦点を当て, 硬さ勾配が存在する時の応力拡大係数の適用性評価と, 応力拡大係数が適用できない場合のき裂進展評価法の確立を目的とする.平成25年度においては, き裂進展経路中に硬さ分布を有する場合について, その勾配が応力拡大係数の適用性に与える影響を解析的に検討した. 中央き裂を有する2次元有限平板を想定し, き裂進展経路中に降伏応力分布を与え, その分布の勾配を変えて応力拡大係数の適用性を解析した. ここで降伏応力は硬さと比例関係を持つパラメータである. 応力拡大係数の適用性は, き裂先端近傍応力状態の弾性解である応力拡大係数の, 弾塑性解からの逸脱割合を評価することで行った. 弾塑性解析モデルとしては, Dugdaleモデルを採用した. その結果, 急峻な降伏応力分布勾配が存在する時, その周辺で応力拡大係数の適用が不適切となることが明らかとなった. これはすなわち, 溶接部周辺の急峻な硬さ分布を有する領域では, 応力拡大係数によるき裂進展評価は適切ではない可能性があることを示すものである.この研究成果は, 学会で報告するとともに, 学術雑誌に投稿し査読を経て掲載された.

The force coefficient of linear material is large, and the force of linear material near the crack tip is large. The residual force distribution and hardness distribution in the fusion zone exist. For example, if the strength of the crack tip is too high, the residual strength of the crack tip is too high, and the residual strength of the crack tip is too high. When there is an acute residual stress matching, the application of the circumferential stress coefficient is not appropriate. The purpose of this study is to evaluate the applicability of the force amplification coefficient when hard matching exists and to establish the method of crack progress evaluation when the force amplification coefficient is applicable. In 2005, the distribution of hardness in the process of crack development was discussed in the case of applicability and impact analysis of the force coefficient of the combination. The analysis of the applicability of the stress distribution and the distribution of the stress coefficient in the crack progression path is carried out. The relationship between strength and hardness is proportional. The applicability of the force coefficient is discussed in detail below. Dugdale's plastic analysis was adopted. The results show that when the sharp drop force distribution is matched, the application of the force coefficient at the circumferential edge is not appropriate. The hardness distribution of the welding part is rapid, the strength coefficient is large, the crack progress is evaluated, and the possibility is indicated. The results of this research are published in academic journals.

项目成果

Applicable limit of the stress intensity factor for steep yield strength distribution

陡峭屈服强度分布的应力强度因子的适用极限

• 发表时间: 2013
• 期刊: Engineering Fracture Mechanics
• 影响因子: 5.4
• 作者: Tetsuo Yasuoka;Yoshihiro Mizutani;Akira Todoroki
• 通讯作者: Akira Todoroki