(57)【要約】【課題】高強度鋼で作成された部品の破壊強度をより高い精度で評価すること。【解決手段】本発明に係る破壊強度評価装置は、高強度鋼で作製された解析対象の情報を取得する情報取得部と、解析対象の条件毎に分類して複数の評価基準データを記憶した記憶部と、情報取得部で取得した情報と記憶部に記憶された情報に基づいて演算を行う演算部と、を備え、演算部は、取得した解析対象の情報に基づいて、解析モデルを作成し、解析モデルの応力解析を実行し、解析結果を取得し、解析結果に基づいて、応力集中部の情報を抽出し、解析対象に対応する評価基準データを記憶部から読み出す評価処理部と、を有する。評価基準データは、脆性破壊の基準と延性破壊の基準とを含む。【選択図】図１
2014149246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高強度鋼で作製された解析対象の破壊強度を評価する破壊強度評価装置であって、
高強度鋼で作製された解析対象の情報を取得する情報取得部と、
解析対象の条件毎に分類して複数の評価基準データを記憶した記憶部と、
前記情報取得部で取得した情報と前記記憶部に記憶された情報に基づいて演算を行う演算部と、を備え、
前記演算部は、取得した前記解析対象の情報に基づいて、解析モデルを作成し、前記解析モデルの応力解析を実行し、解析結果を取得し、前記解析結果に基づいて、応力集中部の情報を抽出し、前記解析対象に対応する評価基準データを前記記憶部から読み出す評価処理部と、を有し、
前記評価基準データは、脆性破壊の基準と延性破壊の基準とを含むことを特徴とする破壊強度評価装置。
【請求項２】
情報を出力する出力部をさらに有し、
前記評価処理部は、読み出した前記評価基準データと抽出した前記応力集中部の情報とを比較し、比較結果に基づいて、脆性破壊するか、延性破壊するか、破壊しないかを判定し、判定結果を前記出力部に出力することを特徴とする請求項１に記載の破壊強度評価装置。
【請求項３】
情報を出力する出力部をさらに有し、
前記評価処理部は、読み出した前記評価基準データに抽出した前記応力集中部の情報を重ね合わせて、前記出力部に出力することを特徴とする請求項１に記載の破壊強度評価装置。
【請求項４】
前記情報取得部は、さらに、切欠きが形成された試験片の情報及び前記試験片の破壊試験の結果を複数の前記試験片について取得し、
前記演算部は、複数の前記試験片のそれぞれについて、破壊が生じた条件を抽出し、抽出した複数の前記試験片の破壊が生じた条件を分類し、脆性破壊の基準と延性破壊の基準とを算出し、評価基準データを作成する評価基準生成部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の破壊強度評価装置。
【請求項５】
高強度鋼で作製された解析対象の破壊強度を評価する破壊強度評価装置であって、
切欠きが形成された試験片の情報及び前記試験片の破壊試験の結果を取得する情報取得部と、
解析対象の条件毎に分類して複数の評価基準データを記憶した記憶部と、
前記情報取得部で取得した情報と前記記憶部に記憶された情報に基づいて演算を行う演算部と、を備え、
前記演算部は、複数の前記試験片のそれぞれについて、破壊が生じた条件を抽出し、抽出した複数の前記試験片の破壊が生じた条件を分類し、脆性破壊の基準と延性破壊の基準とを算出し、評価基準データを作成する評価基準生成部を有することを特徴とする破壊強度評価装置。
【請求項６】
前記評価基準データは、脆性破壊の基準と延性破壊の基準とが応力とひずみとの関係で記憶されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の破壊強度評価装置。
【請求項７】
高強度鋼で作製された解析対象の情報を取得するステップと、
取得した前記解析対象の情報に基づいて、解析モデルを作成するステップと、
前記解析モデルの応力解析を実行し解析結果を取得するステップと、
前記解析結果に基づいて、応力集中部の情報を抽出するステップと、
前記解析対象に対応する評価基準データを読み出すステップと、を有し、
前記評価基準データは、脆性破壊の基準と延性破壊の基準とを含むことを特徴とする破壊強度評価方法。
【請求項８】
読み出した前記評価基準データと抽出した前記応力集中部の情報とを比較するステップと、
比較結果に基づいて、脆性破壊するか、延性破壊するか、破壊しないかを判定するステップと、
判定結果を出力するステップと、をさらに有することを特徴とする請求項７に記載の破壊強度評価方法。
【請求項９】
読み出した前記評価基準データに抽出した前記応力集中部の情報を重ね合わせて出力するステップ、をさらに有することを特徴とする請求項７に記載の破壊強度評価方法。
【請求項１０】
切欠きが形成された試験片の情報及び前記試験片の破壊試験の結果を取得し、かつ、前記試験片の応力解析を実行する処理を複数の前記試験片について実行するステップと、
複数の前記試験片のそれぞれについて、破壊が生じた条件を抽出するステップと、
抽出した複数の前記試験片の破壊が生じた条件を分類し、脆性破壊の基準と延性破壊の基準とを算出し、評価基準データを作成するステップと、を有することを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載の破壊強度評価方法。
【請求項１１】
切欠きが形成された試験片の情報及び前記試験片の破壊試験の結果を取得し、かつ、前記試験片の応力解析を実行する処理を複数の前記試験片について実行するステップと、
複数の前記試験片のそれぞれについて、破壊が生じた条件を抽出するステップと、
抽出した複数の前記試験片の破壊が生じた条件を分類し、脆性破壊の基準と延性破壊の基準とを算出し、評価基準データを作成するステップと、を有し、
前記評価基準データは、脆性破壊の基準と延性破壊の基準とが応力とひずみとの関係で記憶されていることを特徴とする破壊強度評価方法。
【請求項１２】
前記評価基準データは、脆性破壊の基準と延性破壊の基準とが応力とひずみとの関係で記憶されていることを特徴とする請求項７から１１のいずれか一項に記載の破壊強度評価方法。
【請求項１３】
破壊強度を評価する破壊強度評価装置に、
高強度鋼で作製された解析対象の情報を取得するステップと、
取得した前記解析対象の情報に基づいて、解析モデルを作成するステップと、
前記解析モデルの応力解析を実行し解析結果を取得するステップと、
前記解析結果に基づいて、応力集中部の情報を抽出するステップと、
前記解析対象に対応する、脆性破壊の基準と延性破壊の基準とを含む評価基準データを読み出すステップと、
を実行させることを特徴とする破壊強度評価プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高強度鋼の破壊強度を評価する破壊強度評価装置、破壊強度評価方法及び破壊強度評価プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種部品を一般の鋼材よりも強度が高い高強度鋼で製造することが想定されている。高強度鋼を用いることで、部品をコンパクト（薄型化、軽量化）することができ、性能を向上させることができる。ここで、部品を設計する場合、当該部品が使用に耐えるかまたは破壊が生じる条件はどのような条件であるかを予測し、評価する方法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、高強度鋼で製造した管に適用できる鋼構造物の使用限界予測手法が記載されている。特許文献１に記載の方法は、管形状の鋼構造物が延性破壊する条件を予測する方法として、鋼構造物における欠陥の有効開口変位が予め定めた限界有効開口変位量に達する時の外力または変形量を鋼構造物の使用限界外力または変形量とし、限界有効開口変位量は鋼構造物に存在する表面欠陥から生じた延性き裂が板厚を貫通する際の有効開口変位量であって、評価対象物と同じ材質で欠陥と同じ板厚に対する欠陥深さ寸法の切欠きを有する小型試験片を用いた試験から切欠きの有効開口変位と延性き裂進展長さと局所くびれ量を測定することで求めた延性破壊抵抗曲線において、有効延性破壊パラメータが１．０に達するときの有効開口変位としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１１２８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、高強度鋼で製造した部品は、延性破壊しない条件で使用しても破壊が生じる場合がある。特に、板状の部材であり、凹凸を含んだ形状の場合、延性破壊以外のモードで破壊する場合がある。
【０００６】
そのため、特許文献１に記載の方法は、解析対象の部品が延性破壊する条件を予測することができるが、その条件を満足しても破壊が生じてしまう可能性があり、予測としての有効性に限界がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高強度鋼で作成された部品の破壊強度をより高い精度で評価することができる破壊強度評価装置、破壊強度評価方法及び破壊強度評価プログラム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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る破壊強度評価装置は、高強度鋼で作製された解析対象の破壊強度を評価する破壊強度評価装置であって、高強度鋼で作製された解析対象の情報を取得する情報取得部と、解析対象の条件毎に分類して複数の評価基準データを記憶した記憶部と、前記情報取得部で取得した情報と前記記憶部に記憶された情報に基づいて演算を行う演算部と、を備え、前記演算部は、取得した前記解析対象の情報に基づいて、解析モデルを作成し、前記解析モデルの応力解析を実行し、解析結果を取得し、前記解析結果に基づいて、応力集中部の情報を抽出し、前記解析対象に対応する評価基準データを前記記憶部から読み出す評価処理部と、を有し、前記評価基準データは、脆性破壊の基準と延性破壊の基準とを含むことを特徴とする。
【０００９】
ここで、本発明の望ましい態様として、情報を出力する出力部をさらに有し、前記評価処理部は、読み出した前記評価基準データと抽出した前記応力集中部の情報とを比較し、比較結果に基づいて、脆性破壊するか、延性破壊するか、破壊しないかを判定し、判定結果を前記出力部に出力する。
【００１０】
また、本発明の望ましい態様として、情報を出力する出力部をさらに有し、前記評価処理部は、読み出した前記評価基準データに抽出した前記応力集中部の情報を重ね合わせて、前記出力部に出力する。
【００１１】
また、本発明の望ましい態様として、前記情報取得部は、さらに、切欠きが形成された試験片の情報及び前記試験片の破壊試験の結果を複数の前記試験片について取得し、前記演算部は、複数の前記試験片のそれぞれについて、破壊が生じた条件を抽出し、抽出した複数の前記試験片の破壊が生じた条件を分類し、脆性破壊の基準と延性破壊の基準とを算出し、評価基準データを作成する評価基準生成部を有する。
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る破壊強度評価装置は、高強度鋼で作製された解析対象の破壊強度を評価する破壊強度評価装置であって、切欠きが形成された試験片の情報及び前記試験片の破壊試験の結果を取得する情報取得部と、解析対象の条件毎に分類して複数の評価基準データを記憶した記憶部と、前記情報取得部で取得した情報と前記記憶部に記憶された情報に基づいて演算を行う演算部と、を備え、前記演算部は、複数の前記試験片のそれぞれについて、破壊が生じた条件を抽出し、抽出した複数の前記試験片の破壊が生じた条件を分類し、脆性破壊の基準と延性破壊の基準とを算出し、評価基準データを作成する評価基準生成部を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の望ましい態様として、前記評価基準データは、脆性破壊の基準と延性破壊の基準とが応力とひずみとの関係で記憶されている。
【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る破壊強度評価方法は、高強度鋼で作製された解析対象の情報を取得するステップと、取得した前記解析対象の情報に基づいて、解析モデルを作成するステップと、前記解析モデルの応力解析を実行し解析結果を取得するステップと、前記解析結果に基づいて、応力集中部の情報を抽出するステップと、前記解析対象に対応する評価基準データを読み出すステップと、を有し、前記評価基準データは、脆性破壊の基準と延性破壊の基準とを含むことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の望ましい態様として、読み出した前記評価基準データと抽出した前記応力集中部の情報とを比較するステップと、比較結果に基づいて、脆性破壊するか、延性破壊するか、破壊しないかを判定するステップと、判定結果を出力するステップと、をさらに有する。
【００１６】
また、本発明の望ましい態様として、読み出した前記評価基準データに抽出した前記応力集中部の情報を重ね合わせて出力するステップ、をさらに有する。
【００１７】
また、本発明の望ましい態様として、切欠きが形成された試験片の情報及び前記試験片の破壊試験の結果を取得し、かつ、前記試験片の応力解析を実行する処理を複数の前記試験片について実行するステップと、複数の前記試験片のそれぞれについて、破壊が生じた条件を抽出するステップと、抽出した複数の前記試験片の破壊が生じた条件を分類し、脆性破壊の基準と延性破壊の基準とを算出し、評価基準データを作成するステップと、を有する。
【００１８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る破壊強度評価方法は、切欠きが形成された試験片の情報及び前記試験片の破壊試験の結果を取得し、かつ、前記試験片の応力解析を実行する処理を複数の前記試験片について実行するステップと、複数の前記試験片のそれぞれについて、破壊が生じた条件を抽出するステップと、抽出した複数の前記試験片の破壊が生じた条件を分類し、脆性破壊の基準と延性破壊の基準とを算出し、評価基準データを作成するステップと、を有し、前記評価基準データは、脆性破壊の基準と延性破壊の基準とが応力とひずみとの関係で記憶されていることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の望ましい態様として、前記評価基準データは、脆性破壊の基準と延性破壊の基準とが応力とひずみとの関係で記憶されている。
【００２０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る破壊強度評価プログラムは、破壊強度を評価する破壊強度評価装置に、高強度鋼で作製された解析対象の情報を取得するステップと、取得した前記解析対象の情報に基づいて、解析モデルを作成するステップと、前記解析モデルの応力解析を実行し解析結果を取得するステップと、前記解析結果に基づいて、応力集中部の情報を抽出するステップと、前記解析対象に対応する、脆性破壊の基準と延性破壊の基準とを含む評価基準データを読み出すステップと、を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る破壊強度評価装置、破壊強度評価方法及び破壊強度評価プログラムは、延性破壊と脆性破壊との両方を加味して、破壊強度を評価することで、高強度鋼で作成された部品の破壊強度をより高い精度で評価することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本実施例に係る評価システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、評価システムの動作を示すフローチャートである。
【図３Ａ】図３Ａは、試験片の一例を示す模式図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａに示す試験片の拡大図である。
【図４Ａ】図４Ａは、試験片の一例を示す模式図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａに示す試験片の拡大図である。
【図５】図５は、評価基準データの一例を示す図である。
【図６】図６は、評価基準データの一例を示す図である。
【図７】図７は、評価基準データの一例を示す図である。
【図８】図８は、評価基準データの一例を示す図である。
【図９】図９は、評価装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、評価装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明に係る破壊強度評価装置、破壊強度評価方法及び破壊強度評価プログラムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。ここで、本実施例の破壊強度評価装置、破壊強度評価方法及び破壊強度評価プログラムは、高強度鋼で作製された部材（部品）、高強度鋼で作製されることが想定される解析対象を評価の対象としている。ここで、本実施例における高強度鋼とは、引張強度が８００ＭＰａ以上であり、降伏比１．２程度（１．１以上１．３以下）であり、かつ、伸び１０％以下である鋼材である。
【実施例】
【００２４】
まず、図１を参照しながら、本実施例に係る破壊強度評価装置（評価装置）を備える破壊強度評価システム（評価システム）の構成について説明する。図１は、評価システムの構成を示すブロック図である。評価システム１０は、試験装置１２と、評価装置１４と、を有する。ここで、試験装置１２と、評価装置１４との物理的な位置関係は、特に限定されず、同じ場所、施設、部屋に配置されていても、遠隔地に配置されていてもよい。
【００２５】
試験装置１２は、高強度鋼で作製された試験片の破壊試験を行う装置である。試験装置１２は、種々の試験方式の装置を用いることができる。破壊試験の方法としては、引張試験、曲げ試験、衝撃試験等が例示される。試験装置１２は、試験を行う装置を１台としてもよいし、複数台としてもよい。試験装置１２は、通信機能を備え、実行した試験の結果を、評価装置１４に出力してもよいし、記憶媒体を介して評価装置１４に出力してもよいし、画面や計器に表示させオペレータに通知するようにしてもよい。
【００２６】
評価装置（破壊強度評価装置）１４は、高強度鋼で作製された部品の破壊強度を評価する。また、評価装置（破壊強度評価装置）１４は、高強度鋼で作製された部品の破壊強度の評価に用いる評価基準データを作成する。
【００２７】
評価装置１４は、評価装置本体２０と、表示部２２と、入力部２４と、を備える。評価装置本体２０は、通信部２６と、演算部２８と、記憶部３０と、を備える。また、評価装置１４は、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶されたプログラムやデータを読みとる媒体読取部をさらに備えていてもよい。本実施例では、入力部２４と通信部２６とが情報取得部となり、表示部２２と通信部２６とが出力部となる。
【００２８】
表示部２２は、液晶パネルや有機ＥＬ（Organic Electro−Luminescence）パネル等の表示装置を有し、文字や図形等の各種情報を表示する。入力部２４は、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置を有し、利用者からの情報や指示の入力を受け付ける。通信部２６は、所定の通信プロトコルに基づいて、試験装置１２を含む他の装置との間での情報の送受信を制御する。
【００２９】
演算部２８は、演算手段であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、記憶手段であるメモリとを備え、これらのハードウェア資源を用いてプログラムを実行することによって各種の機能を実現する。具体的には、演算部２８は、記憶部３０に記憶されているプログラムを読み出してメモリに展開し、メモリに展開されたプログラムに含まれる命令をＣＰＵに実行させる。そして、演算部２８は、ＣＰＵによる命令の実行結果に応じて、メモリ及び記憶部３０に対してデータの読み書きを行ったり、通信部２６等の動作を制御したりする。
【００３０】
演算部２８は、評価基準生成部３２と、評価処理部３４と、を有する。評価基準生成部３２は、複数の試験片についての、試験装置１２で試験した結果と試験の条件に基づいて実行した応力解析との情報を取得し、取得した結果に基づいて評価基準データを作成する。評価基準生成部３２の処理については、後述する。評価処理部３４は、解析対象の情報を取得し、取得した解析対象を解析し、解析結果を評価基準データに当てはめて評価結果を出力する。なお、解析対象は、高強度鋼で作製された部品、製品である。評価処理部３４の処理については、後述する。
【００３１】
記憶部３０は、磁気記憶装置や半導体記憶装置等の不揮発性を有する記憶装置からなり、各種のプログラムやデータを記憶する。記憶部３０に記憶されるプログラムには、評価プログラム（破壊強度評価プログラム）３６が含まれる。記憶部３０に記憶されるデータには、評価基準データ３８と、が含まれる。
【００３２】
なお、図１において記憶部３０が記憶することとしているプログラム及びデータの一部または全ては、評価装置１４がネットワークを介して通信可能な他の装置に記憶され、必要に応じて評価装置１４にダウンロードされることとしてもよい。また、図１において記憶部３０が記憶することとしているプログラム及びデータの一部または全ては、記憶媒体に記憶され、必要に応じて媒体読取部によって読み取られることとしてもよい。
【００３３】
評価装置１４は、評価プログラム３６を演算部２８に実行させることにより、評価基準生成部３２と評価処理部３４の各種の機能を実現する。評価基準データ３８は、条件毎に複数記憶されている。具体的には、高強度鋼の成分毎に分類されそれぞれ記憶されている。
【００３４】
次に、図２から図４Ｂを用いて、評価システム１０の処理動作、具体的には、評価字訓データを作成する動作を説明する。図２は、評価システムの動作を示すフローチャートである。図３Ａは、試験片の一例を示す模式図である。図３Ｂは、図３Ａに示す試験片の拡大図である。図４Ａは、試験片の一例を示す模式図である。図４Ｂは、図４Ａに示す試験片の拡大図である。
【００３５】
まず、評価システム１０は、試験片を作成する（ステップＳ１２）。試験片は、試験装置１２で実行する試験に用いる試験片である。試験片としては、例えば、図３Ａ及び図３Ｂに示す試験片５０を用いることができる。試験片５０は、引張試験に用いる試験片であり、４５度の開き角の切欠き５２が形成されている。また、試験片としては、図４Ａ及び図４Ｂに示す試験片６０を用いることができる。試験片６０は、曲げ試験に用いる試験片であり、６０度の開き角の切欠き６２が形成されている。
【００３６】
次に、評価システム１０は、試験片を作成したら、試験片の破壊試験を実行する（ステップＳ１４）。具体的には、評価システム１０は、試験装置１２を用いて、作成した試験片の破壊試験を行う。評価システム１０は、試験片５０を用いる場合、引張試験を行い、試験片５０の破壊が生じた条件を試験結果として取得する。評価システム１０は、試験片６０を用いる場合、曲げ試験を行い、試験片６０の破壊が生じた条件を試験結果として取得する。
【００３７】
評価システム１０は、破壊試験を実行したら、試験片の解析を実行する（ステップＳ１６）。具体的には、評価システム１０は、評価装置１４の評価基準生成部３２で試験片の応力解析（シミュレーション）を実行し、破壊が生じた条件での試験片の応力分布を算出する。試験片５０、６０を用いた試験結果に対応する解析の場合、基本的に切欠き５２、６２が形成されている部分が応力集中部となり、最大主応力が加わる部分となる。
【００３８】
評価システム１０は、試験片の試験及び解析が完了したら、記憶部３０にデータを蓄積する（ステップＳ１８）。このとき評価システム１０は、試験片の試験結果及び解析結果をそのまま、記憶部３０に記憶してもよいし、試験結果と解析結果との比較を行い、必要な情報のみを記憶してもよい。例えば、試験片の材料、形状、試験結果から抽出した破壊が起きたときの条件、解析結果から抽出した破壊が起きたときの箇所に作用する力がある。
【００３９】
評価システム１０は、記憶部３０にデータを蓄積したら、データの収集が完了したかを判定する（ステップＳ２０）。評価システム１０は、評価基準データを作成するために必要な数のデータが保存されている場合、データの収集が完了したと判定する。評価システム２０は、データの収集を完了していない（ステップＳ２０でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ１２に戻り、上述した処理を再び実行する。この場合、試験片は、試験実行済みの試験片と同じ材料（同じ成分の材料）で形成され、かつ試験実行済みの試験片と異なる形状の試験片とする。具体的には、切欠きの大きさや、角度を変更した試験片を用いる。ここで、試験片は、降伏比、応力集中係数及び破壊靭性値をパラメータとして形状を変更することが好ましい。応力集中係数は、切欠き深さと曲率半径ρにより決定される数値である。これにより、評価システム１０は、ステップＳ１２からステップＳ２０の処理を繰り返すことで、同じ材料で形成された種々の条件について試験結果と解析結果の情報を蓄積することができる。
【００４０】
評価システム１０は、データの収集が完了した（ステップＳ２０でＹｅｓ）と判定した場合、蓄積したデータを記憶部３０から読み出し（ステップＳ２２）、破壊が生じた条件を抽出する（ステップＳ２４）。破壊が生じた条件は、試験結果と解析結果を用いて、応力とひずみとの関係で抽出する。具体的には破壊が生じた時点における破壊が生じた位置での応力とひずみを抽出する。ここで、応力は解析結果から抽出することができ、ひずみは試験結果から抽出することができる。
【００４１】
評価システム１０は、破壊が生じた条件を抽出したら、延性破壊領域と脆性破壊領域を特定する（ステップＳ２６）。評価システム１０の評価装置１４の評価基準生成部３２は、抽出した複数の試験解析例における応力とひずみの関係を、応力とひずみの関係の傾向に基づいて、延性破壊で破壊された試験解析例と、脆性破壊で破壊された試験解析例とに分類する。その後、評価基準生成部３２は、延性破壊で破壊された試験解析例の応力とひずみの分布に基づいて、延性破壊が生じる応力とひずみの領域を延性破壊領域として特定する。また、延性破壊領域の境界（応力とひずみの原点側の境界）が、延性破壊境界となる。評価基準生成部３２は、脆性破壊で破壊された試験解析例の応力とひずみの分布に基づいて、脆性破壊が生じる応力とひずみの領域を脆性破壊領域として特定する。また、脆性破壊領域の境界（応力とひずみの原点側の境界）が、脆性破壊境界となる。
【００４２】
評価システム１０は、延性破壊領域と脆性破壊領域を特定したら、結果を評価基準データとして、記憶部３０に記憶する（ステップＳ２８）。評価システム１０は、以上の処理を行うことで、試験解析例の成分の高強度鋼の評価基準データ３８を記憶部３０に記憶させる。
【００４３】
図５から図８は、それぞれ評価基準データの一例を示す図である。図５から図８は、いずれも縦軸（Ｙ軸）を最大主応力（ＭＰａ）とし、横軸（Ｘ軸）を相当塑性ひずみ×多軸度とした。ここで、相当塑性ひずみは、相当ひずみから弾性ひずみを引いた値であり、下記式で算出することができる。なお、図５から図８に示す評価基準データは、わかりやすく示すために、グラフで示したが、評価基準データの記憶形態は特に限定されず、脆性破壊の基準と延性破壊の基準が含まれていればよい。脆性破壊の基準と延性破壊の基準とは、それぞれの破壊が生じるか否かを判定するための情報であり、延性破壊領域と脆性破壊領域との領域の情報や、延性破壊領域と脆性破壊領域の境界の条件の情報である。評価基準データは、演算式で記憶していてもよいし、テーブルで記憶していてもよい。
【００４４】
【数１】
2014149246.tif 000003
【００４５】
また、多軸度は、応力多軸度ＴＦであり、方向ｉ（１，２，３）の主応力をσｉとし、ミーゼス相当応力をσｅｑとした場合、［（σ１＋σ２＋σ３）／σｅｑ］で算出することができる。
【００４６】
図５に示す評価基準データは、プロット７１が脆性破壊で破壊された試験例の測定点であり、プロット７２が延性破壊で破壊された試験例の測定点である。これにより、図５に示す評価基準データは、プロット７１を全て含む範囲で脆性破壊境界７３が設定され、脆性破壊境界７３よりもプロット７１が配置されている側の条件が脆性破壊領域７６に設定されている。また、図５に示す評価基準データは、プロット７２を全て含む範囲で延性破壊境界７４が設定され、延性破壊境界７４よりもプロット７２が配置されている側の条件が延性破壊領域７８に設定されている。
【００４７】
ここで、脆性破壊境界７３、延性破壊境界７４、脆性破壊境界７６及び延性破壊領域７８の位置、範囲は、高強度鋼の成分によって変化する。図６から図８は、材料の破壊靭性が相対的に異なる材料の場合の評価基準データである。図６に示す評価基準データは、相対的に破壊靭性が高い材料、つまり図７、８の評価基準データの材料よりも破壊靭性が高い材料の評価基準データである。図７に示す評価基準データは、相対的に破壊靭性が中の材料、つまり図８の評価基準データの材料よりも破壊靭性が高く、図６の評価基準データの材料よりも破壊靭性が低い材料の評価基準データである。図８に示す評価基準データは、相対的に破壊靭性が低い材料、つまり図６、７の評価基準データの材料よりも破壊靭性が低い材料の評価基準データである。
【００４８】
図６に示す評価基準データは、プロット７１ａを全て含む範囲で脆性破壊境界７３ａが設定され、脆性破壊境界７３ａよりもプロット７１ａが配置されている側の条件が脆性破壊領域７６ａに設定されている。また、図６に示す評価基準データは、延性破壊境界７４ａが設定され、延性破壊境界７４ａよりも相当塑性ひずみ×多軸度が大きくなる側の条件が延性破壊領域７８ａに設定されている。ここで、図６に示す評価基準データの場合、解析結果がプロット７９となる形状の部品は、プロット７９が脆性破壊領域７６ａと延性破壊領域７８ａのいずれにも含まれないので、延性破壊も脆性破壊も生じない。
【００４９】
図７に示す評価基準データは、プロット７１ｂを全て含む範囲で脆性破壊境界７３ｂが設定され、脆性破壊境界７３ｂよりもプロット７１ｂが配置されている側の条件が脆性破壊領域７６ｂに設定されている。また、図７に示す評価基準データは、延性破壊境界７４ｂが設定され、延性破壊境界７４ｂよりも相当塑性ひずみ×多軸度が大きくなる側の条件が延性破壊領域７８ｂに設定されている。ここで、図７に示す評価基準データの場合、解析結果がプロット８０となる形状の部品は、プロット８０が脆性破壊領域７６ｂと延性破壊領域７８ｂのいずれにも含まれないので、延性破壊も脆性破壊も生じない。解析結果がプロット８１となる形状の部品は、プロット８１が延性破壊領域７８ｂに到達しているため、延性破壊すると判定することができる。
【００５０】
図８に示す評価基準データは、プロット７１ｃを全て含む範囲で脆性破壊境界７３ｃが設定され、脆性破壊境界７３ｃよりもプロット７１ｃが配置されている側の条件が脆性破壊領域７６ｃに設定されている。また、図８に示す評価基準データは、延性破壊境界７４ｃが設定され、延性破壊境界７４ｃよりも相当塑性ひずみ×多軸度が大きくなる側の条件が延性破壊領域７８ｃに設定されている。ここで、図８に示す評価基準データの場合、解析結果がプロット８４となる形状の部品は、プロット８４が延性破壊領域７８ｃに到達しているため、延性破壊すると判定することができる。
【００５１】
このように、評価システム１０及び評価装置１４は、延性破壊と脆性破壊の両方を加味した評価基準データを作成することで、つまり、破壊のモードが延性破壊であるか脆性破壊であるかを分類して、それぞれの破壊モード毎に破壊が生じる条件を特定することで、対象の材料（成分）の高強度鋼の破壊強度をより適切に算出することができる。
【００５２】
ここで、上記実施例では、評価基準データを、最大主応力と、相当塑性ひずみ×多軸度との関係で処理したが、これに限定されない。評価基準データは、基本的に応力とひずみとの関係で延性破壊領域と脆性破壊領域と延性破壊境界と脆性破壊境界とを設定すればよい。例えば、評価システム１０は、最大主応力に変えて、ミーゼスの相当応力、最大応力をも用いてよい。また、評価システム１０は、相当塑性ひずみ×多軸度に換えて、相当ひずみ×多軸度を用いてもよい。評価基準データは、応力とひずみとの関係に限定されず、高強度鋼の破壊を評価することができる種々の関係を用いることができる。また、上記実施形態では、評価装置で、脆性破壊領域と延性破壊領域の境界を決定する方法を説明したが、評価装置が用いる評価基準データはこれに限定されない。評価基準データとして、オペレータが評価基準データの元となる試験結果に基づいて、脆性破壊領域と延性破壊領域の境界を決定したデータを用いることもできる。
【００５３】
次に、図９を用いて、評価装置１４の動作について説明する。図９は、評価装置の動作を示すフローチャートである。図９に示す動作は、評価装置１４の演算部２８が評価プログラム３６を評価処理部３４で実行することによって実現される。
【００５４】
評価処理部３４は、まず、解析対象の情報を取得する（ステップＳ４０）。解析対象の情報は、入力部２４からの入力や、通信部２６を介した通信で取得することができる。解析対象の情報には、解析対象の部材の形状、解析対象の部材を作成する材料の成分、また解析対象の部品の使用条件等の情報が含まれている。
【００５５】
評価処理部３４は、解析対象の情報を取得したら、解析対象の解析モデルを作成し（ステップＳ４２）、作成した解析モデルの応力解析を実行する（ステップＳ４４）。ここで、評価処理部３４は、解析モデルを、解析対象の部材の形状、解析対象の部材を作成する材料の成分に基づいて作成し、応力解析の条件を解析対象の部品の使用条件に基づいて決定する。
【００５６】
評価処理部３４は、応力解析を実行したら、応力集中部の情報を抽出する（ステップＳ４６）。応力集中部とは、応力解析によって解析対象の中で応力が高くなる部分である。なお、応力集中部は、１箇所抽出しても複数箇所抽出してもよい。
【００５７】
評価処理部３４は、応力集中部の情報を抽出したら、解析対象の条件に対応する評価基準データを抽出する（ステップＳ４８）。評価処理部３４は、解析対象の部材を作成する材料の成分に基づいて、対応する成分の試験解析例で作成された評価基準データを記憶部３０から抽出する。なお、ステップＳ４８の処理は、ステップＳ４２からステップＳ４６の間のいずれの順番で実行してもよい。
【００５８】
評価処理部３４は、評価基準データを抽出したら、評価基準データと、抽出した情報（応力集中部の情報）とを比較する（ステップＳ５０）。つまり、上述した図５から図８に示すグラフに応力集中部の条件（応力とひずみとの関係）を当てはめる。なお、本実施形態では、応力とひずみとの関係に当てはめたが、応力とひずみとの関係に限定されず、応力集中部の解析結果に基づいて、高強度鋼の破壊を評価することができる種々の関係に当てはめることができる。
【００５９】
評価処理部３４は、比較を行ったら、解析結果が脆性破壊領域に含まれるか、つまり応力集中部の条件が評価基準データの脆性破壊領域に含まれるかを判定する（ステップＳ５２）。評価処理部３４は、解析結果が脆性破壊領域に含まれる（ステップＳ５２でＹｅｓ）と判定した場合、脆性破壊すると判定し（ステップＳ５４）、ステップＳ６２に進む。
【００６０】
評価処理部３４は、解析結果が脆性破壊領域に含まれない（ステップＳ５２でＮｏ）と判定した場合、解析結果が延性破壊領域に含まれるか、つまり応力集中部の条件が評価基準データの延性破壊領域に含まれるかを判定する（ステップＳ５６）。評価処理部３４は、解析結果が延性破壊領域に含まれる（ステップＳ５６でＹｅｓ）と判定したら、延性破壊すると判定し（ステップＳ５８）、ステップＳ６２に進む。
【００６１】
評価処理部３４は、解析結果が延性破壊領域に含まれない（ステップＳ５６でＮｏ）と判定した場合、破壊しないと判定し（ステップＳ６０）、ステップＳ６２に進む。
【００６２】
評価処理装置３２は、ステップＳ５４、Ｓ５８、Ｓ６０の処理を行ったら、ステップＳ５４、Ｓ５８、Ｓ６０の判定結果を出力する（ステップＳ６２）。ここで評価処理装置３２は、判定結果を表示部２２から画像として出力しても、通信部２６からデータとして出力してもよい。
【００６３】
評価装置１４は、以上のように、延性破壊と脆性破壊とが生じるか否かを同じパラメータで特定した評価基準データを用いて、解析対象が破壊されるかを判定することで、高い精度で解析対象の破壊強度を評価することができる。
【００６４】
ここで、評価装置１４は、高強度鋼で製造された部品、当該部品を備える種々の装置を解析対象とすることができる。例えば、蒸気タービン長翼、ボルトテンショナー等が例示される。また、解析対象は、切欠き、つまり凹凸を含む形状とすることが好ましい。評価装置１４は、切欠きを備える形状が解析対象である場合でも、延性破壊と脆性破壊との両方を評価することができるため、評価の精度を高く維持することができる。
【００６５】
ここで、図９に示す処理では、脆性破壊する、延性破壊する、破壊しないを判定し、その判定結果を出力したが、これに限定されない。評価装置１４は、解析対象の解析結果と評価基準データとを用いた処理としては種々の処理を行うことができる。
【００６６】
図１０は、評価装置の動作を示すフローチャートである。なお、図１０に示す処理は、ステップＳ４０からステップＳ４８までは、図９に示す処理と同じであるので説明を省略する。評価処理装置３２は、評価基準データを抽出したら、評価基準データに抽出した情報を重ね合わせて出力し（ステップＳ７０）、本処理を終了する。つまり、図７から図９に示すように、抽出した情報つまり解析対象の応力とひずみとの関係を評価基準データにプロットしたものを評価結果として出力する。
【００６７】
このように、評価装置は、オペレータが解析対象の評価を認識することができればよく、破壊するか否かの判定をオペレータが実行するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１０      評価システム
１２      試験装置
１４      評価装置
２２      表示部
２４      入力部
２６      通信部
２８      演算部
３０      記憶部
３２      評価基準生成部
３４      評価処理部
３６      評価プログラム
３８      評価基準データ
５０、６０  試験片
５２、６２  切欠き
７３  脆性破壊境界
７４  延性破壊境界
７６  脆性破壊領域
７８  延性破壊領域
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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