(57)【要約】      （修正有）【課題】大型の金属製構造物に生じた大きな疲労き裂の進展を簡易で実用的な工法で抑制することができる疲労き裂進展抑制方法を提供する。【解決手段】構造物１に生じる疲労き裂２の進展を抑制する疲労き裂進展抑制方法において、疲労き裂が生じている構造物を前記疲労き裂に該構造物稼動中に作用する最大応力が負荷されている状態で保持することで、前記疲労き裂を開口させた状態とし、次いで、前記最大応力を取り去った後も前記疲労き裂の開口幅をそのまま保持すべく、前記開口にき裂開口幅保持具５を挿入する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物に生じる疲労き裂の進展を抑制する疲労き裂進展抑制方法において、疲労き裂が生じている構造物を前記疲労き裂に該構造物稼動中に作用する最大応力が負荷されている状態で保持することで、前記疲労き裂を開口させた状態とし、次いで、前記最大応力を取り去った後も前記疲労き裂の開口幅をそのまま保持すべく、前記開口にき裂開口幅保持具を挿入することを特徴とする疲労き裂進展抑制方法。
【請求項２】
構造物に生じる疲労き裂の進展を抑制する疲労き裂進展抑制方法において、疲労き裂が生じている構造物における前記疲労き裂の起点部分に１つの穴を設けておき、疲労き裂が生じている前記構造物を前記疲労き裂に該構造物稼動中に作用する最大応力が負荷されている状態で保持することで、前記疲労き裂を開口させた状態とし、次いで、前記最大応力を取り去った後も前記疲労き裂の開口幅をそのまま保持すべく、前記穴にき裂開口幅保持具を挿入することを特徴とする疲労き裂進展抑制方法。
【請求項３】
前記き裂開口幅保持具として小型油圧ジャッキ又はくさび状部材を用いること特徴とする請求項１又は２記載の疲労き裂進展抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型の金属製構造物に生じる疲労き裂の進展を抑制する疲労き裂進展抑制方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
構造物に疲労き裂が生じた場合、疲労破壊を防ぐため、疲労き裂の進展を抑制して構造物の寿命の延長を図る必要がある。この疲労き裂進展抑制方法としては、ストップホール工法が代表的なものとして広く知られている。
【０００３】
ストップホール工法は、構造物の構成部材に発生した疲労き裂（スリット）の端部に、部材表裏に通ずる円形貫通孔、すなわちストップホールをあけて、き裂先端の応力集中を緩和し、疲労き裂の進展を抑制するようにした工法である。しかしながら、ストップホール工法では、疲労き裂の端部がストップホールを打てない部位にある場合は対応できず、疲労き裂が深くストップホールで該き裂端部を除去できない場合もある。
【０００４】
さて、疲労き裂の進展速度は、き裂先端開口変位と強い相関があることが知られており、疲労き裂の進展を抑制するためには、何らかの手段でき裂先端開口変位を低減すればよい。このことを利用したき裂進展抑止方法として、特開平５−５７５３２号公報に、機械，構造物の構成部材に発生したき裂の深さ方向先端部にＳｉＯ２微粉を注入してこれをき裂先端部に目詰まりさせるようにした方法が開示されている。
【０００５】
しかしながら、従来、大型の金属製構造物に生じた大きな疲労き裂の進展を簡易で実用的な工法で抑制することができようにした疲労き裂進展抑制方法については見当たらない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−５７５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の課題は、大型の金属製構造物に生じた大きな疲労き裂の進展を簡易で実用的な工法で抑制することができる疲労き裂進展抑制方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
請求項１の発明は、構造物に生じる疲労き裂の進展を抑制する疲労き裂進展抑制方法において、疲労き裂が生じている構造物を前記疲労き裂に該構造物稼動中に作用する最大応力が負荷されている状態で保持することで、前記疲労き裂を開口させた状態とし、次いで、前記最大応力を取り去った後も前記疲労き裂の開口幅をそのまま保持すべく、前記開口にき裂開口幅保持具を挿入することを特徴とする疲労き裂進展抑制方法である。
【００１０】
請求項２の発明は、構造物に生じる疲労き裂の進展を抑制する疲労き裂進展抑制方法において、疲労き裂が生じている構造物における前記疲労き裂の起点部分に１つの穴を設けておき、疲労き裂が生じている前記構造物を前記疲労き裂に該構造物稼動中に作用する最大応力が負荷されている状態で保持することで、前記疲労き裂を開口させた状態とし、次いで、前記最大応力を取り去った後も前記疲労き裂の開口幅をそのまま保持すべく、前記穴にき裂開口幅保持具を挿入することを特徴とする疲労き裂進展抑制方法である。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の疲労き裂進展抑制方法において、前記き裂開口幅保持具として小型油圧ジャッキ又はくさび状部材を用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の疲労き裂進展抑制方法は、疲労き裂が生じている構造物を前記疲労き裂に該構造物稼動中に作用する最大応力が負荷されている状態で保持することで、前記疲労き裂を開口させた状態として、次いで、き裂開口幅保持具により、前記最大応力を取り去った後も前記疲労き裂の開口幅をそのまま保持するようにしている。したがって、前記最大応力を取り去った後においては、き裂開口幅保持具で疲労き裂の閉口が阻止され、構造物の稼動に伴う疲労き裂に作用する応力変動に対して疲労き裂の開口変位を極めて小さくすることができて、簡易で実用的な工法にて、大型の金属製構造物に発生した大きな疲労き裂についても該き裂の進展を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態による疲労き裂進展抑制方法の手順を説明するための模式的な平面図である。
【図２】図１に続き手順を説明するための模式的な平面図である。
【図３】本発明の別の実施形態による疲労き裂進展抑制方法の手順を説明するための模式的な平面図である。
【図４】図３に続き手順を説明するための模式的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態による疲労き裂進展抑制方法の手順を説明するための模式的な平面図、図２は図１に続き手順を説明するための模式的な平面図である。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、金属製構造物の構造部材１には疲労き裂２が生じている。まず、図１（ｂ）に示すように、構造部材１における疲労き裂２の起点部分に、所定径で所定深さの１つの穴３を設ける。
【００１７】
次に、図１（ｃ）に示すように、金属製構造物を構造部材１の疲労き裂２に該金属製構造物の稼動中に作用する最大応力が負荷されている状態で保持することで、疲労き裂２を開口させる。ここで、構造部材１の疲労き裂２に最大応力が負荷されている状態は、いわゆる構造診断のように稼動中の金属製構造物の構造部材１のひずみを実測するか、あるいは、ＦＥＭ（有限要素法）による数値シミュレーションの解析により、知ることができる。この稼動中で応力が一番発生する状態で金属製構造物を保持する。
【００１８】
次に、図１（ｄ）に示すように、疲労き裂２のき裂進行方向における前方位置に、摩擦型ひずみゲージ器のセンサ部分である摩擦型ひずみゲージ４を取り付けておく。摩擦型ひずみゲージ器は、金属製構造物の構造部材１にマグネットで吸着して摩擦型ひずみゲージ４を押し当てることで、界面に発生する摩擦によって、構造部材１に発生したひずみを測定するようにしたものである。摩擦型ひずみゲージ４には、図１（ｄ）に示すように、ブリッジ回路基板（図示せず）に連絡するリード線が接続されている。この摩擦型ひずみゲージ４は、一般用ひずみゲージとは違って硬化完了まで時間がかかる接着剤によって構造部材１に接着しなくてすみ、橋梁やクレーンの構造部材のひずみを測りたい部位に取り付けるだけで直ぐに測定可能という利点がある。なお、対象が非磁性の金属の場合は、接着剤で接着するタイプのひずみゲージを用いるようにすればよい。
【００１９】
次に、前記の穴３に、き裂開口幅保持具としての小型油圧ジャッキ５を挿入し（図２（ｅ）参照）、前記摩擦型ひずみゲージ４によって、小型油圧ジャッキ５のピストンロッドが穴３の内周面に当接することによるひずみの発生が感知されるまで、小型油圧ジャッキ５のピストンロッドを伸ばし、小型油圧ジャッキ５により、前記最大応力が負荷されている状態での疲労き裂２の開口幅を保持し（図２（ｆ）参照）、その後、図２（ｇ）に示すように、摩擦型ひずみゲージ４を取り外すとともに、前記負荷していた前記最大応力を取り去る。
【００２０】
このように、この実施形態による疲労き裂進展抑制方法は、疲労き裂２が生じている金属製構造物の構造部材１における前記疲労き裂２の起点部分に１つの穴３を設けておき、金属製構造物を前記構造部材１の前記疲労き裂２に金属製構造物稼動中に作用する最大応力が負荷されている状態で保持することで、前記疲労き裂２を開口させた状態とし、次いで、前記穴３に小型油圧ジャッキ５を挿入して、前記最大応力を取り去った後も前記疲労き裂２の開口幅をそのまま保持するようにしている。
【００２１】
したがって、前記最大応力を取り去った後においては、小型油圧ジャッキ５で疲労き裂２の閉口が阻止され、金属製構造物の稼動に伴う疲労き裂２に作用する応力変動に対して疲労き裂２の開口変位を極めて小さくすることができて、簡易で実用的な工法にて、大型の金属製構造物に発生した大きな疲労き裂についても該き裂の進展を抑制することができる。
【００２２】
なお、時間の経過に伴い、構造部材１の疲労き裂２が進展した場合、前記穴３を利用して再度前記と同様の手順にて疲労き裂進展を抑制するようにすればよい。
【００２３】
図３は本発明の別の実施形態による疲労き裂進展抑制方法の手順を説明するための模式的な平面図、図４は図３に続き手順を説明するための模式的な平面図である。
【００２４】
金属製構造物の構成部材１’には疲労き裂２'が生じており（図３（ａ）参照）、まず、図３（ｂ）に示すように、金属製構造物を構造部材１’の疲労き裂２’に該金属製構造物の稼動中に作用する最大応力が負荷されている状態で保持することで、疲労き裂２’を開口させる。
【００２５】
次に、図３（ｃ）に示すように、疲労き裂２’のき裂進行方向における前方位置に、摩擦型ひずみゲージ器の摩擦型ひずみゲージ４を取り付けておく。
【００２６】
次に、疲労き裂２'の前記開口に、開口壁面に当接される傾斜面を有する鋼製のくさび状部材６（き裂開口幅保持具）を挿入し、該くさび状部材６により、前記最大応力が負荷されている状態での疲労き裂２’の開口幅を保持する（図４（ｄ）参照）。このとき、前記摩擦型ひずみゲージ４でひずみの発生を感知することで、くさび状部材６により、前記最大応力が負荷されている状態での疲労き裂２’の開口幅が保持されたことを検知するようにしている。その後、図４（ｅ）に示すように、摩擦型ひずみゲージ４を取り外すとともに、前記負荷していた前記最大応力を取り去る。
【００２７】
このように、この実施形態による疲労き裂進展抑制方法は、金属製構造物をその構造部材１’の疲労き裂２’に金属製構造物稼動中に作用する最大応力が負荷されている状態で保持することで、前記疲労き裂２’を開口させた状態とし、次いで、前記開口にくさび状部材６を挿入して、前記最大応力を取り去った後も前記疲労き裂２’の開口幅をそのまま保持するようにしている。
【００２８】
したがって、前記最大応力を取り去った後においては、くさび状部材６で疲労き裂２’の閉口が阻止され、金属製構造物の稼動に伴う疲労き裂２’に作用する応力変動に対して疲労き裂２’の開口変位を極めて小さくすることができて、簡易で実用的な工法にて、大型の金属製構造物に発生した大きな疲労き裂についても該き裂の進展を抑制することができる。
【００２９】
なお、本発明による疲労き裂進展抑制方法は、ストップホール工法と併用してもよく、併用することで相乗効果が期待できる。
【符号の説明】
【００３０】
１，１’…金属製構造物の構造部材
２，２’…疲労き裂
３…穴
４…摩擦型ひずみゲージ
５…小型油圧ジャッキ
６…くさび状部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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