(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部材に生じる亀裂の進展を推定する方法であって、
情報処理装置が、
亀裂の進展を推定しようとする部材の所定部位について、応力範囲ごとに複数の応力−ひずみ特性を記憶し、
記憶している前記複数の応力−ひずみ特性のうち次の関係を満たすものを選出し、
１／Ｎｆ＝１／Ｎｐｐ＋１／Ｎｃｐ
Δεｃｐ＝Ａ２・Ｎｃｐ−α２
Δεｐｐ＝Ａ１・Ｎｐｐ−α１
（但し、Ｎｆは前記部位における既知の亀裂発生回数、Ｎｃｐはひずみ範囲分割法におけるｃｐ型（引張クリープひずみ＋圧縮塑性ひずみ）の亀裂発生回数、Ｎｐｐはひずみ範囲分割法におけるｐｐ型（引張塑性ひずみ＋圧縮塑性ひずみ）の亀裂発生回数、Δεｃｐはひずみ範囲分割法におけるｃｐ型のひずみ範囲、Δεｐｐはひずみ範囲分割法におけるｐｐ型のひずみ範囲、Ａ１，Ａ２，α１，α２はいずれも実験的に求められる定数）
選出した応力−ひずみ特性に基づき、前記部位に亀裂が生じていない場合における当該部位の応力分布Δσ（０）を求め、
前記Δσ（０）に基づき数値解析を実施して、前記部位に亀裂が生じていない場合における前記部位の深さ方向の応力分布Δσ（ａ）を求め、
求めた前記応力分布Δσ（ａ）と次の関係（パリス則）
ｄａ／ｄＮ＝Ｃ・（ΔＫ）ｍ
ΔＫ＝Δσ（ａ）・（π・ａ）１／２
（但し、ａは亀裂深さ、Ｎは繰り返し応力の発生回数、Ｃ，ｍは前記部材に応じて定まる定数、ΔＫは応力拡大係数範囲）
とに基づき、前記部位における亀裂の進展を推定する
亀裂進展推定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の亀裂進展推定方法であって、
前記情報処理装置が、
前記亀裂の進展の推定に際し、進展する亀裂の深さにおけるクリープ寄与度を算出し、算出した前記クリープ寄与度に応じて前記パラメータＣ，ｍを決定し、決定したパラメータＣ，ｍを用いて当該深さにおける亀裂の進展を推定する
亀裂進展推定方法。
【請求項３】
請求項２に記載の亀裂進展推定方法であって、
前記情報処理装置は、
前記部材の進展する亀裂の深さにおける応力の時系列変化、前記クリープ破断特性、及び前記部位に亀裂が発生するまでの繰り返し応力の発生回数の実測値を記憶し、これらに基づき前記進展する亀裂の深さにおけるクリープ寄与度を算出する
亀裂進展推定方法。
【請求項４】
請求項２または３に記載の亀裂進展推定方法であって、
前記情報処理装置は、
パリス則定数と保持時間との関係を記憶し、
前記関係のうち、そのクリープ寄与度が、算出した前記進展する亀裂の深さにおけるクリープ寄与度に一致するものを特定し、特定した関係に基づき前記パラメータＣ，ｍを決定し、決定したパラメータＣ，ｍを用いて当該深さにおける亀裂の進展を推定する
亀裂進展推定方法。
【請求項５】
ＣＰＵ及びメモリを供える情報処理装置であって、
亀裂の進展を推定しようとする部材の所定部位について、応力範囲ごとに複数の応力−ひずみ特性を記憶する手段と、
記憶している前記複数の応力−ひずみ特性のうち次の関係を満たすものを選出する手段、
１／Ｎｆ＝１／Ｎｐｐ＋１／Ｎｃｐ
Δεｃｐ＝Ａ２・Ｎｃｐ−α２
Δεｐｐ＝Ａ１・Ｎｐｐ−α１
（但し、Ｎｆは前記部位における既知の亀裂発生回数、Ｎｃｐはひずみ範囲分割法におけるｃｐ型（引張クリープひずみ＋圧縮塑性ひずみ）の亀裂発生回数、Ｎｐｐはひずみ範囲分割法におけるｐｐ型（引張塑性ひずみ＋圧縮塑性ひずみ）の亀裂発生回数、Δεｃｐはひずみ範囲分割法におけるｃｐ型のひずみ範囲、Δεｐｐはひずみ範囲分割法におけるｐｐ型のひずみ範囲、Ａ１，Ａ２，α１，α２はいずれも実験的に求められる定数）
選出した応力−ひずみ特性に基づき、前記部位に亀裂が生じていない場合における当該部位の応力分布Δσ（０）を求める手段と、
前記Δσ（０）に基づき数値解析を実施して、前記部位に亀裂が生じていない場合における前記部位の深さ方向の応力分布Δσ（ａ）を求める手段と、
求めた前記応力分布Δσ（ａ）と次の関係（パリス則）
ｄａ／ｄＮ＝Ｃ・（ΔＫ）ｍ
ΔＫ＝Δσ（ａ）・（π・ａ）１／２
（但し、ａは亀裂深さ、Ｎは繰り返し応力の発生回数、Ｃ，ｍは前記部材に応じて定まる定数、ΔＫは応力拡大係数範囲）
とに基づき、前記部位における亀裂の進展を推定する手段と
を備える情報処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の情報処理装置であって、
前記亀裂の進展の推定に際し、進展する亀裂の深さにおけるクリープ寄与度を算出し、算出した前記クリープ寄与度に応じて前記パラメータＣ，ｍを決定し、決定したパラメータＣ，ｍを用いて当該深さにおける亀裂の進展を推定する手段
をさらに備える情報処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の情報処理装置であって、
前記部材の進展する亀裂の深さにおける応力の時系列変化、前記クリープ破断特性、及び前記部位に亀裂が発生するまでの繰り返し応力の発生回数の実測値を記憶し、これらに基づき前記進展する亀裂の深さにおけるクリープ寄与度を算出する手段
をさらに備える情報処理装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の情報処理装置であって、
パリス則定数と保持時間との関係を記憶する手段と、
前記関係のうち、そのクリープ寄与度が、算出した前記進展する亀裂の深さにおけるクリープ寄与度に一致するものを特定し、特定した関係に基づき前記パラメータＣ，ｍを決定し、決定したパラメータＣ，ｍを用いて当該深さにおける亀裂の進展を推定する手段と
をさらに備える情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、亀裂進展推定方法、及び情報処理装置に関し、とくに亀裂の進展を正確かつ簡便に推定するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、クリープ或いは疲労に基づく機器の構造損傷による機器寿命を評価する機器寿命評価方法において、クリープ或いは疲労に基づく機器構造の損傷を微小亀裂の進展とみなすことにより微小亀裂の進展を予測し、機器寿命を評価することが記載されている。【０００３】
また特許文献２には、溶接部を多数含む鋼構造物の疲労寿命を精度良く推定できるようにすることを目的として、溶接部の応力又はひずみ、及び変位を連続的に測定し、応力又はひずみの振幅の頻度を計算し、応力又はひずみ、及び変位の測定期間を計測し、応力又はひずみと変位との関係における傾きを計算し、傾きの変化量に基づき疲労亀裂発生寿命を判定し、応力又はひずみの振幅の頻度、測定期間及び疲労寿命に関するデータに基づき疲労被害度及び残存疲労寿命を計算し、疲労亀裂発生寿命に基づき残存疲労寿命を修正することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２２６１号公報
【特許文献２】特開２００３−３２２５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
火力発電所や原子力発電所の蒸気タービンやボイラ等の高温下で用いられる構造物に生じる亀裂の解析は、亀裂の発生と進展とを別にして行われている。また現場において実機に亀裂の発生が見つかった場合には、直ちに亀裂箇所を削り取る運用がなされていることが多く、亀裂の進展挙動については必ずしも把握されていない。【０００６】
また亀裂の進展の推定を正確に行うおうとすれば、有限要素法（ＦＥＭ）による数値解析を実施する必要があるが、推定によって進展する亀裂の深さごとにメッシュ（ＦＥＭモデル）を切り直す必要があるため多大な労力を要し、また高性能の情報処理装置を用いる必要があり不経済であった。【０００７】
本発明はこのような背景に鑑みてなされたもので、亀裂の進展を正確かつ簡便に推定することが可能な亀裂進展推定方法、及び情報処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するための本発明の一つは、部材に生じる亀裂の進展を推定する方法であって、情報処理装置が、亀裂の進展を推定しようとする部材の所定部位について、応力範囲ごとに複数の応力−ひずみ特性を記憶し、記憶している前記複数の応力−ひずみ特性のうち次の関係を満たすものを選出し、
１／Ｎｆ＝１／Ｎｐｐ＋１／Ｎｃｐ
Δεｃｐ＝Ａ２・Ｎｃｐ−α２
Δεｐｐ＝Ａ１・Ｎｐｐ−α１
（但し、Ｎｆは前記部位における既知の亀裂発生回数、Ｎｃｐはひずみ範囲分割法におけるｃｐ型（引張クリープひずみ＋圧縮塑性ひずみ）の亀裂発生回数、Ｎｐｐはひずみ範囲分割法におけるｐｐ型（引張塑性ひずみ＋圧縮塑性ひずみ）の亀裂発生回数、Δεｃｐはひずみ範囲分割法におけるｃｐ型のひずみ範囲、Δεｐｐはひずみ範囲分割法におけるｐｐ型のひずみ範囲、Ａ１，Ａ２，α１，α２はいずれも実験的に求められる定数）
選出した応力−ひずみ特性に基づき、前記部位に亀裂が生じていない場合における当該部位の応力分布Δσ（０）を求め、前記Δσ（０）に基づき数値解析を実施して、前記部位に亀裂が生じていない場合における前記部位の深さ方向の応力分布Δσ（ａ）を求め、
求めた前記応力分布Δσ（ａ）と次の関係（パリス則）
ｄａ／ｄＮ＝Ｃ・（ΔＫ）ｍ
ΔＫ＝Δσ（ａ）・（π・ａ）１／２
（但し、ａは亀裂深さ、Ｎは繰り返し応力の発生回数、Ｃ，ｍは前記部材に応じて定まる定数、ΔＫは応力拡大係数範囲）
とに基づき、前記部位における亀裂の進展を推定するものである。【０００９】
本発明によれば、亀裂の進展を推定しようとする部位に亀裂が生じていない場合における当該部位の応力分布Δσ（０）についてのみ、数値解析を実施し、その後の亀裂の進展についてはパリス則を用いて推定するので、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置１００を用いて正確かつ簡便に亀裂の進展を推定することができる。【００１０】
本発明の他の一つでは、上記亀裂進展推定方法であって、前記情報処理装置が、前記亀裂の進展の推定に際し、進展する亀裂の深さにおけるクリープ寄与度を算出し、算出した前記クリープ寄与度に応じて前記パラメータＣ，ｍを決定し、決定したパラメータＣ，ｍを用いて当該深さにおける亀裂の進展を推定することとする。【００１１】
本発明によれば、進展する亀裂の深さにおけるクリープ寄与度に応じて適切にパラメータＣ，ｍを選択してパリス則に基づき亀裂の進展を推定するので、亀裂の進展の推定精度を高めることができる。【００１２】
尚、前記情報処理装置は、例えば、前記部材の進展する亀裂の深さにおける応力の時系列変化、前記クリープ破断特性、及び前記部位に亀裂が発生するまでの繰り返し応力の発生回数の実測値を記憶し、これらに基づき前記進展する亀裂の深さにおけるクリープ寄与度を算出する。【００１３】
また前記情報処理装置は、例えば、パリス則定数と保持時間との関係を記憶し、前記関係のうち、そのクリープ寄与度が、算出した前記進展する亀裂の深さにおけるクリープ寄与度に一致するものを特定し、特定した関係に基づき前記パラメータＣ，ｍを決定し、決定したパラメータＣ，ｍを用いて当該深さにおける亀裂の進展を推定する。【００１４】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、亀裂の進展を正確かつ簡便に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】情報処理装置１００の主なハードウエア構成を示す図である。
【図２】情報処理装置１００の主な機能を示す図である。
【図３】亀裂進展推定処理Ｓ３００を説明するフローチャートである。
【図４】応力−ひずみ特性の一例である。
【図５】対象部位における深さ方向の応力分布Δσ（ａ）の算出方法を説明する図である。
【図６】進展する亀裂の深さにおける応力の時系列変化６００の一例である。
【図７】クリープ破断特性７００の一例である。
【図８】パリス則定数と保持時間の関係８００の一例である。
【図９】進展する亀裂の深さにおけるクリープ寄与度に応じてパリス則のパラメータＣ，ｍを選択した例を示す図である。
【図１０】亀裂の進展の推定結果の一例である。
【図１１】亀裂の進展の推定結果の一例である。
【図１２】亀裂の進展の推定結果の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１は一実施形態として説明する亀裂進展解析システムの実現に用いる情報処理装置１００の主なハードウエア構成である。本実施形態の亀裂進展解析システムは、例えば、火力発電所や原子力発電所の蒸気タービンやボイラ等の高温下で用いられる構造物や各種機器等の部材に生じる高温亀裂や疲労亀裂の解析や診断に用いられる。
【００１９】
同図に示すように、情報処理装置は、中央処理装置１０１（ＣＰＵ，ＭＰＵ等）、主記憶装置１０２（ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＮＶＲＡＭ等）、補助記憶装置１０３（ハードディスクドライブ、光磁気ディスクドライブ、ＳＳＤ（Solid State Drive等）、入力装置１０４（キーボード、マウス、タッチパネル等）、出力装置１０５（液晶モニタ、有機ＥＬパネル等）、及び通信装置１０６（ＮＩＣ等）を備える。
【００２０】
図２に情報処理装置１００が提供する主な機能を示している。同図に示すように、情報処理装置１００は、応力−ひずみ特性記憶部２０１、亀裂発生回数記憶部２０２、応力−ひずみ特性選出部２０３、応力分布Δσ（０）算出部２０４、応力分布Δσ（ａ）算出部２０５、亀裂進展推定処理部２０６、クリープ寄与度算出部２０７、パリス則パラメータ決定部２０８、クリープ破断特性記憶部２０９、及びパリス則定数−保持時間記憶部２１０の各機能を提供する。
【００２１】
尚、これらの機能は、中央処理装置１０１が主記憶装置１０２や補助記憶装置に格納されているプログラムを読み出して実行することにより、もしくは、情報処理装置１００のハードウエアが備える機能によって実現される。
【００２２】
同図に示す機能のうち、応力−ひずみ特性記憶部２０１は、亀裂の進展を推定しようとする部材の一つ以上の部位（例えば、上記構造物の表面の所定位置）について、応力範囲ごとの複数の応力−ひずみ特性を記憶する。
【００２３】
亀裂発生回数記憶部２０２は、入力装置１０４などを介して取得した、亀裂の進展を推定しようとする部材（以下、対象部材と称する。）の一つ以上の部位（例えば、構造物の表面部位）の夫々における亀裂発生回数を記憶する。
【００２４】
応力−ひずみ特性選出部２０３は、対象部材の亀裂の進展を推定しようとする所定の部位（以下、対象部位と称する。）について、応力−ひずみ特性記憶部２０１が記憶している応力範囲ごとの複数の応力−ひずみ特性のうち、次の関係を満たすものを選出する。
１／Ｎｆ＝１／Ｎｐｐ＋１／Ｎｃｐ    ・・・  式１
Δεｃｐ＝Ａ２・Ｎｃｐ−α２          ・・・  式２
Δεｐｐ＝Ａ１・Ｎｐｐ−α１          ・・・  式３
【００２５】
但しＮｆは対象部位における亀裂発生回数、Ｎｃｐはひずみ範囲分割法におけるｃｐ型（引張クリープひずみ＋圧縮塑性ひずみ）の亀裂発生回数、Ｎｐｐはひずみ範囲分割法におけるｐｐ型（引張塑性ひずみ＋圧縮塑性ひずみ）の亀裂発生回数、Δεｃｐはひずみ範囲分割法におけるｃｐ型のひずみ範囲、Δεｐｐはひずみ範囲分割法におけるｐｐ型のひずみ範囲、Ａ１，Ａ２，α１，α２はいずれも実験によって求められる定数（例えば、参考文献１「”超高圧高温プラントにおけるタービン止め弁／制御弁の損傷解析および材料評価”，火力原子力発電，Vol.35，No.11，Nov.1984，中代雅士ら，第４８頁」を参照。）である。
【００２６】
応力分布Δσ（０）算出部２０４は、応力−ひずみ特性選出部２０３によって選出された応力−ひずみ特性に基づき、対象部位に亀裂が生じていない場合における、対象部位における応力分布Δσ（０）を求める。
【００２７】
応力分布Δσ（ａ）算出部２０５は、応力分布Δσ（０）算出部２０４によって求められたΔσ（０）を用いて数値解析（例えば有限要素法による解析（ＦＥＭ））を実施し、対象部位に亀裂が生じていない場合における、対象部位における深さ方向の応力分布Δσ（ａ）を求める。
【００２８】
また応力分布Δσ（ａ）算出部２０５は、上記数値解析において、後述する進展する亀裂の深さごとの応力の時系列変化６００（図６）を求める。
【００２９】
亀裂進展推定処理部２０６は、応力分布Δσ（ａ）算出部２０５によって求められた応力分布Δσ（ａ）と次のパリス則とに基づき、対象部位における亀裂の進展を推定する。
ｄａ／ｄＮ＝Ｃ・（ΔＫ）ｍ          ・・・  式４
ΔＫ＝Δσ（ａ）・（π・ａ）１／２    ・・・  式５
【００３０】
尚、ａは亀裂深さ、Ｎは繰り返し応力の発生回数、Ｃ，ｍは対象部材に応じて定まる定数、ΔＫは応力拡大係数範囲である。
【００３１】
クリープ寄与度算出部２０７は、亀裂進展推定処理部２０６による上記推定に際し、進展する亀裂の深さにおけるクリープ寄与度を求める。
【００３２】
パリス則パラメータ決定部２０８は、クリープ寄与度算出部２０７によって求められたクリープ寄与度に応じて、亀裂進展推定処理部２０６が、進展する亀裂の深さにおいて亀裂の進展を推定する際に用いるパリス則のパラメータＣ，ｍを決定する。
【００３３】
クリープ破断特性記憶部２０９は、後述する対象部材のクリープ破断特性７００（例えば対象部材と同じ素材について実験により求めたクリープ破断特性）を記憶する（図６）。
【００３４】
パリス則定数−保持時間記憶部２１０は、後述するパリス則定数Ｃ，ｍと保持時間の関係８００（図８）を記憶する。
【００３５】
図３はユーザが亀裂進展解析システムを利用して亀裂の進展の推定を行う際に情報処理装置１００が行う処理（以下、亀裂進展推定処理Ｓ３００と称する。）を説明するフローチャートである。以下、同図とともに亀裂進展推定処理Ｓ３００について説明する。
【００３６】
まず情報処理装置１００は、ユーザから入力装置１０４を介して対象部材及び対象部位の指定を受け付ける（Ｓ３１１）。
【００３７】
次に情報処理装置１００は、受け付けた対象部位について記憶している、亀裂発生回数Ｎｆ、及び応力範囲ごとの複数の応力−ひずみ特性を取得する（Ｓ３１２，Ｓ３１３）。
【００３８】
図４に応力−ひずみ特性の一例を示す（参考文献１より抜粋）。応力−ひずみ特性記憶部２０１は同図に示すような応力−ひずみ特性を応力範囲ごとに複数記憶している。
【００３９】
続いて情報処理装置１００は、取得した応力範囲ごとの複数の応力−ひずみ特性の中から、前述した式１〜式３の関係を満たすものを選出する（Ｓ３１４）。
【００４０】
次に情報処理装置１００は、選出した応力−ひずみ特性に基づき、対象部位に亀裂が生じていない場合における、対象部位における応力分布Δσ（０）を求める（Ｓ３１５）。
【００４１】
次に情報処理装置１００は、求めたΔσ（０）に基づき、数値解析（例えば有限要素法による解析）を実施し、対象部位に亀裂が生じていない場合における、対象部位における深さ方向の応力分布Δσ（ａ）を求める（Ｓ３１６）。
【００４２】
図５に具体例を示す。この例では、上記数値解析によって求められる、対象部位における亀裂深さ方向の直線上の応力分布に基づき、Δσ（ａ）を求めている。即ちこの例では、上記数値解析において圧縮が最大となる時刻（ｔＡ）における応力分布ΔσＡ（ａ）の絶対値と、上記数値解析において引っ張りが最大となる時刻（ｔＢ）における応力分布ΔσＢ（ａ）の絶対値との和を、対象部位に亀裂が生じていない場合における対象部位の応力分布Δσ（ａ）として求めている。
【００４３】
図３に戻り、続いて情報処理装置１００は、求めた応力分布Δσ（ａ）と前述したパリス則（式３，４）とに基づき、対象部位における亀裂の進展（繰り返し応力の発生回数Ｎと亀裂の深さとの関係）を推定する（Ｓ３１７〜Ｓ３１９）。
【００４４】
尚、一般に対象部材の形状、素材の性質、対象部材が置かれた環境（温度、圧力等）は、進展する亀裂の深さに応じて変化するため、上記推定に際しては、繰り返し応力が作用することによって進展する亀裂の深さに応じてクリープ寄与度が変化することを考慮する。具体的には、情報処理装置１００は、進展する亀裂の深さごとに亀裂の進展を推定する際、その亀裂の深さにおけるクリープ寄与度を求め、求めたクリープ寄与度に応じてパリス則のパラメータＣ，ｍを選択（決定）する。
【００４５】
ここで進展する亀裂の深さにおけるクリープ寄与度は、例えば、図６に例示するような、進展する亀裂の深さにおける応力の時系列変化６００、及び図７に例示するクリープ破断特性７００（同図は参考文献２「NIMS/CDS/No.31B/1994のp.10」より抜粋）を、次式に適用することにより求める。
0005507777.tif 000002
但しｔは時刻、Ｎｒは対象部位に亀裂が発生するまでに作用した繰り返し応力の発生回数、ｔｒ（Δσ（ｔ））は応力Δσ（ｔ）を作用させた場合における破断時間である。
【００４６】
例えば、図６の時系列変化６００において、Δσ（ｔＢ）＝１８０ＭＰａ、Δσ （ｔＣ）＝２０ＭＰａ、Δσ （ｔＤ）＝１４０ＭＰａ、時刻ｔＡ’−時刻ｔＢ’＝３時間、時刻ｔＢ’−時刻ｔＣ＝１５０時間、時刻ｔＣ−時刻ｔＥ＝３時間であったとする。
【００４７】
この場合は図７から、時刻ｔＢにおける１８０ＭＰａに対応する破断時間（time to rupture）が２０００時間、時刻ｔＢにおける１８０ＭＰａに対応する破断時間が１．０Ｅ＋０７（指数表記）２０００時間、時刻ｔＤにおける１４０ＭＰａに対応する破断時間は５００００時間と取得できるので、例えば、Ｎｒが６１７回であるとすれば、式６から進展する亀裂の深さにおけるクリープ寄与度は、
0005507777.tif 000003
と求められる。
【００４８】
情報処理装置１００は、このようにして求めた進展する亀裂の深さにおけるクリープ寄与度に応じて、亀裂の進展を推定する際に用いるパリス則のパラメータＣ，ｍを決定する。
【００４９】
図８は、情報処理装置１００が記憶している、パリス則定数と保持時間の関係８００の一例である。同図は１００００分保持のデータを除いて、試験片（Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ鋳鋼）について、所定の環境下（温度：５５０℃、応力：±２２０ＭＰａ）で実測されたものである。尚、１００００分保持のデータは１分〜１０００分保持のグラフに基づいて推定したものである。
【００５０】
ここで同図に示す各データ（各直線）の夫々のクリープ寄与度は例えば次のようにして求めることができる。例えば、温度が５５０℃、応力が１４０ＭＰａ、保持時間が１６７時間の条件下で、試験片が破断に至るまでの繰り返し応力の発生回数が５０回であったとすると、図６のクリープ破断特性７００から、クリープのみの場合の破断時間は５００００時間と取得できるので、１００００分保持のデータのクリープ寄与度は、
クリープ寄与度（１００００分保持）＝５０×（１６７／５００００）＝１７％
となる。
【００５１】
また例えば、温度が５５０℃、応力が１４０ＭＰａ、保持時間が１６．７時間の条件下で、試験片が破断に至るまでの繰り返し応力の発生回数が１１０回であったとすると、１０００分保持のデータのクリープ寄与度は、
クリープ寄与度（１０００分保持）＝１１０×（１６．７／５００００）＝３．７％
となる。
【００５２】
また例えば、温度が５５０℃、応力が１４０ＭＰａ、保持時間が１．６７時間の条件下で、試験片が破断に至るまでの繰り返し応力の発生回数が４２２回であったとすると、１００分保持のデータのクリープ寄与度は、
クリープ寄与度（１００分保持）＝１１０×（１．６７／５００００）＝１．４％
となる。
【００５３】
また例えば、温度が５５０℃、応力が１４０ＭＰａ、保持時間が０．１６７時間の条件下で、試験片が破断に至るまでの繰り返し応力の発生回数が１０２５回であったとすると、１０分保持のデータのクリープ寄与度は、
クリープ寄与度（１０分保持）＝１０２５×（０．１６７／５００００）＝０．３４％
となる。
【００５４】
さらに温度が５５０℃、応力が１４０ＭＰａ、保持時間が０．０１６７時間の条件下で、試験片が破断に至るまでの繰り返し応力の発生回数が２３００回であったとすると、１分保持のデータのクリープ寄与度は、
クリープ寄与度（１分保持）＝２３００×（０．０１６７／５００００）＝０．３４％
となる。
【００５５】
情報処理装置１００は、このようにして求めた図８に示す各グラフの夫々のクリープ寄与度と、式６から求めたクリープ寄与度とを対照し、また必要な場合はさらに対数補間を行って、図８に示す各データのうち、式６から求めたクリープ寄与度と値が対応するデータを特定し、特定したデータに基づいて決定したパラメータＣ，ｍを、進展する亀裂の深さにおいて亀裂の進展を推定する際に用いるパリス則のパラメータとして用いる。
【００５６】
図９に進展する亀裂の深さにおけるクリープ寄与度に応じてパリス則のパラメータＣ，ｍを決定した例を示す。この例では、亀裂の深さが１ｍｍ以上３ｍｍ未満のときは１００００分保持のデータに基づくパリス則のパラメータＣ，ｍを、３ｍｍ以上５ｍｍ未満のときは１０００分保持のデータに基づくパリス則のパラメータＣ，ｍを、５ｍｍ以上２０ｍｍ未満のときは１００分保持のデータに基づくパリス則のパラメータＣ，ｍを、夫々進展する亀裂の深さにおいて亀裂の進展を推定する際に用いるパリス則のパラメータとして用いている。
【００５７】
図３に戻り、情報処理装置１００は、亀裂の進展の推定が終了すると（Ｓ３１９：ＹＥＳ）、その結果を出力装置１０５に出力する（Ｓ３２０）。尚、情報処理装置１００は、例えば、繰り返し応力の発生回数Ｎが所定数を超えたことをもって亀裂の進展の推定を終了する。
【００５８】
図１０乃至図１２に情報処理装置１００が出力する亀裂の進展の推定結果の一例を示す。
【００５９】
図１０は１００００分保持のデータに基づくパリス則のパラメータＣ，ｍを用い、亀裂の深さが１ｍｍ以上３ｍｍ以下の間（３ｍｍを超える範囲では精度は保証されない）の亀裂の進展を推定した結果である。同図から、例えば、繰り返し応力が５０回発生したところで亀裂の深さが３ｍｍ（３．０Ｅ−０３ｍ）に達することがわかる。
【００６０】
図１１は１０００分保持のデータに基づくパリス則のパラメータＣ，ｍを用い、亀裂の深さが３ｍｍ以上５ｍｍ以下の間（３ｍｍ未満の範囲及び５ｍｍを超える範囲では精度は保証されない）の亀裂の進展を推定した結果である。同図から、例えば、亀裂の深さが３ｍｍを超えてから繰り返し応力が１９回発生したところで亀裂の深さが５ｍｍ（５．０Ｅ−０３ｍ）に達することがわかる。
【００６１】
図１２は１００分保持のデータに基づくパリス則のパラメータＣ，ｍを用い、亀裂の深さが５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の間（５ｍｍ未満の範囲及び２０ｍｍを超える範囲では精度は保証されない）の亀裂の進展を推定した結果である。同図から、例えば、亀裂の深さが５ｍｍを超えてから繰り返し応力が５００回発生したところで亀裂の深さが２０．９ｍｍ（２０．９Ｅ−０３ｍ）に達することがわかる。また同図から、亀裂の深さが３０．０ｍｍ（３０．０Ｅ−０３ｍ）程度のところで亀裂の進展が停止することが推定できる。
【００６２】
以上に説明したように、本実施形態の亀裂進展解析システムにあっては、亀裂の進展を推定しようとする部位に亀裂が生じていない場合における当該部位の応力分布Δσ（０）についてのみ数値解析を実施し、その後の亀裂の進展はパリス則を用いて推定するようにしているので、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置１００を用いて亀裂の進展を正確かつ簡便に推定することができる。
【００６３】
また火力発電所や原子力発電所の蒸気タービンやボイラ等の高温下で用いられる構造物の亀裂の保守に際しては、亀裂が発生すると直ちにこれを補修する運用が行われていることが多いが、本実施形態の亀裂進展解析システムによれば、亀裂が発生した場合にその後の亀裂の進展を容易に推定することができる。このため、亀裂が発生した際にその亀裂についての対応（早急な補修が必要であるか等）を決定することができ、構造物の亀裂のメンテナンスを効率よく行うことができる。
【００６４】
また本実施形態の亀裂進展解析システムにあっては、亀裂の進展の推定に際し、進展する亀裂の深さにおけるクリープ寄与度に応じてパラメータＣ，ｍを決定し、決定したパラメータを適用したパリス則に基づき亀裂の進展を推定するので、亀裂の進展の推定精度を高めることができる。
【００６５】
以上に説明した実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００６６】
１００  情報処理装置
２０１  応力−ひずみ特性記憶部
２０２  亀裂発生回数記憶部
２０３  応力−ひずみ特性選出部
２０４  応力分布Δσ（０）算出部
２０５  応力分布Δσ（ａ）算出部
２０６  亀裂進展推定処理部
２０７  クリープ寄与度算出部
２０８  パリス則パラメータ選択部
２０９  クリープ破断特性記憶部
２１０  パリス則定数−保持時間記憶部
Ｓ３００  亀裂進展推定処理
５００  進展する亀裂の深さにおける応力の時系列変化
６００  クリープ破断特性
７００  パリス則定数と保持時間の関係
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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