(57)【要約】【課題】異材継手部を有する構造物において，き裂進展寿命を精度良く予測する。【解決手段】実施形態によれば、き裂進展解析装置１００は、き裂の先端から所定の距離における第１材料中の最大応力とその方向、第２材料中の最大応力とその方向とを導出する応力解析部１２と、応力拡大係数と材料とに基づいて、第１材料および第２材料におけるき裂進展速度を導出するき裂進展速度導出部１３と、最大応力とき裂進展速度との関数として第１材料における環境感受性指標、第２材料における環境感受性指標を算出する環境感受性指標算出部１４と、第１材料における環境感受性指標と第２材料における環境感受性指標とからき裂進展方向を決定するき裂進展方向決定部１５と、き裂進展方向決定部１５で決定されたき裂進展方向の材料についてのき裂進展速度を用いてき裂進展量を算出するき裂進展量算出部１６を有する。【選択図】図１
2017009330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の第１材料と第２材料との異材継手部近傍におけるき裂の進展を解析するき裂進展解析装置において、
前記き裂の先端部周辺についての応力解析により、応力拡大係数と、前記き裂の先端から所定の距離における前記第１材料中の最大応力およびその方向ならびに前記所定の距離における前記第２材料中の最大応力およびその方向を導出する応力解析部と、
前記応力拡大係数と前記第１材料および前記第２材料とに基づいて、前記第１材料におけるき裂進展速度および前記第２材料におけるき裂進展速度を導出するき裂進展速度導出部と、
前記第１材料における最大応力と前記第１材料におけるき裂進展速度との関数として前記第１材料における環境感受性指標を、また前記第２材料における最大応力と前記第２材料におけるき裂進展速度との関数として前記第２材料における環境感受性指標を、それぞれ算出する環境感受性指標算出部と、
前記第１材料における環境感受性指標および前記第２材料における環境感受性指標とからき裂進展方向を決定するき裂進展方向決定部と、
前記き裂進展方向決定部で決定された前記き裂進展方向の材料についてのき裂進展速度を用いてき裂進展量を算出するき裂進展量算出部と、
を備えることを特徴とするき裂進展解析装置。
【請求項２】
前記環境感受性指標算出部は、前記第１材料における前記最大応力と前記き裂進展速度の積として前記第１材料における環境感受性指標を算出するとともに、前記第２材料における前記最大応力と前記き裂進展速度の積として前記第２材料における環境感受性指標を算出し、
前記き裂進展方向決定部は、前記第１材料における環境感受性指標と前記第２材料における環境感受性指標のうち大きい側の材料の最大応力の方向をき裂進展方向として選択することを特徴とする請求項１に記載のき裂進展解析装置。
【請求項３】
前記第１材料についてのき裂進展速度および前記第２材料についてのき裂進展速度は、前記第１材料および前記第２材料のそれぞれに関する応力拡大係数の関数としての時間領域での応力腐食割れき裂進展速度データを用いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のき裂進展解析装置。
【請求項４】
前記第１材料についてのき裂進展速度および前記第２材料についてのき裂進展速度は、前記第１材料および前記第２材料のそれぞれに関する応力拡大係数変動幅の関数としての繰り返し回数領域での応力腐食割れき裂進展速度データを用いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のき裂進展解析装置。
【請求項５】
構造物の第１材料と第２材料との異材継手部近傍におけるき裂の進展を解析するき裂進展解析方法において、
応力解析部が、前記き裂の先端部周辺についての応力解析により、応力拡大係数と、前記第１材料中の最大応力およびその方向ならびに前記第２材料中の最大応力およびその方向とを導出する応力解析ステップと、
き裂進展速度導出部が、前記応力拡大係数と前記第１材料および前記第２材料とに基づいて、前記第１材料におけるき裂進展速度および前記第２材料におけるき裂進展速度を導出するき裂進展速度導出ステップと、
環境感受性指標算出部が、前記第１材料における最大応力と前記第１材料中のき裂進展速度との関数として前記第１材料における環境感受性指標を、また前記第２材料中の最大応力と前記第２材料におけるき裂進展速度との関数として前記第２材料における環境感受性指標を、それぞれ算出する環境感受性指標算出ステップと、
き裂進展方向決定部が、前記第１材料における環境感受性指標および前記第２材料における環境感受性指標とからき裂進展方向を決定するき裂進展方向決定ステップと、
き裂進展量算出部が、前記き裂進展方向決定ステップで決定された前記き裂進展方向の材料に関するき裂進展速度を用いてき裂進展量を算出するき裂進展量算出ステップと、
を有することを特徴とするき裂進展解析方法。
【請求項６】
前記環境感受性指標算出ステップは、前記第１材料における前記最大応力と前記き裂進展速度の積として前記第１材料における環境感受性指標を算出するとともに、前記第２材料における前記最大応力と前記き裂進展速度の積として前記第２材料における環境感受性指標を算出し、
前記き裂進展方向決定ステップは、前記第１材料における環境感受性指標と前記第２材料における環境感受性指標のうち大きい側の材料の最大応力の方向をき裂進展方向として選択することを特徴とする請求項５に記載のき裂進展解析方法。
【請求項７】
前記き裂進展速度導出ステップは、前記第１材料および前記第２材料のそれぞれに関する応力拡大係数の関数としての応力腐食割れき裂進展速度データを用いて、それぞれについてのき裂進展速度を導出することを特徴とする請求項５または請求項６に記載のき裂進展解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、き裂進展解析装置およびき裂進展解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
構造物のき裂進展寿命を予測する方法として、一般に、き裂先端の応力拡大係数を解析し，接線応力が最大となる方向にき裂が進展するとして、き裂進展挙動を解析する方法が用いられる。溶接部等において異材境界部近傍の応力腐食割れ等によるき裂の進展を解析する際に、力学的条件のみに基づいてき裂の進展を解析すると、必ずしも試験により得られるき裂進展挙動と一致しないことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１０５６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
腐食環境中におけるき裂進展挙動は、材料と環境の組合せに依存する。しかしながら、従来のき裂進展解析方法は、力学条件のみによってき裂進展方向を決定するため、必ずしも環境感受性の高い材料にき裂が進展しない。すなわち、環境感受性は低いが接線応力が高い材料へき裂が進展するといったような誤った予測を与えるという課題がある。
【０００５】
このような背景をもとに，本発明の実施形態は、溶接継手部など異材継手部を有する構造物において、き裂進展寿命を精度良く予測することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本実施形態は、構造物の第１材料と第２材料との異材継手部近傍におけるき裂の進展を解析するき裂進展解析装置において、前記き裂の先端部周辺についての応力解析により、応力拡大係数と、前記き裂の先端から所定の距離における前記第１材料中の最大応力およびその方向ならびに前記所定の距離における前記第２材料中の最大応力およびその方向を導出する応力解析部と、前記応力拡大係数と前記第１材料および前記第２材料とに基づいて、前記第１材料におけるき裂進展速度および前記第２材料におけるき裂進展速度を導出するき裂進展速度導出部と、前記第１材料における最大応力と前記第１材料におけるき裂進展速度との関数として前記第１材料における環境感受性指標を、また前記第２材料における最大応力と前記第２材料におけるき裂進展速度との関数として前記第２材料における環境感受性指標を、それぞれ算出する環境感受性指標算出部と、前記第１材料における環境感受性指標および前記第２材料における環境感受性指標とからき裂進展方向を決定するき裂進展方向決定部と、前記き裂進展方向決定部で決定された前記き裂進展方向の材料についてのき裂進展速度を用いてき裂進展量を算出するき裂進展量算出部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本実施形態は、構造物の第１材料と第２材料との異材継手部近傍におけるき裂の進展を解析するき裂進展解析方法において、応力解析部が、前記き裂の先端部周辺についての応力解析により、応力拡大係数と、前記第１材料中の最大応力およびその方向ならびに前記第２材料中の最大応力およびその方向とを導出する応力解析ステップと、き裂進展速度導出部が、前記応力拡大係数と前記第１材料および前記第２材料とに基づいて、前記第１材料におけるき裂進展速度および前記第２材料におけるき裂進展速度を導出するき裂進展速度導出ステップと、環境感受性指標算出部が、前記第１材料における最大応力と前記第１材料中のき裂進展速度との関数として前記第１材料における環境感受性指標を、また前記第２材料中の最大応力と前記第２材料におけるき裂進展速度との関数として前記第２材料における環境感受性指標を、それぞれ算出する環境感受性指標算出ステップと、き裂進展方向決定部が、前記第１材料における環境感受性指標および前記第２材料における環境感受性指標とからき裂進展方向を決定するき裂進展方向決定ステップと、き裂進展量算出部が、前記き裂進展方向決定ステップで決定された前記き裂進展方向の材料に関するき裂進展速度を用いてき裂進展量を算出するき裂進展量算出ステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の実施形態によれば、溶接継手部など異材継手部を有する構造物において，き裂進展寿命を精度良く予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係るき裂進展解析装置の構成を示すブロック図である。
【図２】異材継手部を有する構造物のき裂の状態を示す断面図である。
【図３】き裂先端部分を示す詳細図である。
【図４】き裂先端のき裂拡大方向を説明するための断面図である。
【図５】き裂進展速度と応力拡大係数の関係を示すグラフである。
【図６】新たなき裂寸法の設定を説明する断面図である。
【図７】実施形態に係るき裂進展解析方法の手順を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るき裂進展解析装置およびき裂進展解析方法について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。本発明の実施形態に係るき裂進展解析装置およびき裂進展解析方法は、異材継手部近傍のように、溶接継手部など複数の異種材料が近接する場合のき裂の進展に関するものである。
【００１１】
図１は、実施形態に係るき裂進展解析装置の構成を示すブロック図である。き裂進展解析装置１００は、計算機システムによって実現される。き裂進展解析装置１００は、ＣＰＵ８０内の演算部１０および制御部２０を有する。また、き裂進展解析装置１００は、記憶部３０、入力部４０および出力部５０を有する。
【００１２】
演算部１０は、初期条件設定部１１、応力解析部１２、き裂進展速度導出部１３、環境感受性指標算出部１４、き裂進展方向決定部１５、き裂進展量算出部１６、き裂寸法更新部１７および終了判定部１８を有する。記憶部３０は、き裂進展速度データベース３１を有する。
【００１３】
初期条件設定部１１は、入力部４０に外部入力された初期条件を受け入れる。初期条件としては、たとえば、解析対象物の寸法、初期き裂寸法、および荷重すなわち構造物にとっての負荷条件などがある。き裂は、溶接部等の異材境界部近傍にあるとする。
【００１４】
応力解析部１２は、き裂先端周辺の応力解析を行う。応力解析は、有限要素法（ＦＥＭ）や粒子法等の数値解析手法により実施する。なお、応力解析の手法は、これらに限定されない。き裂先端の応力場を解析可能な手法であれば、これ以外の手法でもよい。
【００１５】
図２は、異材継手部を有する構造物のき裂の状態を示す断面図である。また、図３は、き裂先端部分を示す詳細図である。構造物の、材料Ａと材料Ｂの２つの異なる材料の異材継手を含む部分に、マクロな応力σ０が付加されている。ここで、マクロな応力とは、図２に示すように、き裂近傍を除く領域で生じている応力であり、き裂進展解析装置１００内の主に応力解析部１２によって算出される。
【００１６】
図２に示すように、異材継手部の近傍で、長さａのき裂が生じている。き裂先端は、図３に示すように、曲率ρを有する。
【００１７】
今、き裂長さをａ、き裂先端の曲率半径をρとし、ρ＜ｒ≪ａなるｒを半径とする円周をとる。すなわち、き裂先端の曲率ρよりは十分に長く、き裂長さａよりは小さい距離ｒで、き裂先端Ｐを中心とした、き裂先端Ｐ付近の円周を考える。ここで、図２、図３の奥行き方向の分布を考慮すれば、半径ｒの球面を考えることになるが、以下、円で説明する。
【００１８】
このような距離をとれば、マクロな応力が分布している状態とは異なり、き裂によって生じたき裂近傍への応力集中、き裂近傍の応力分布が生じている状態である。すなわち、ｒは、応力分布が生じているき裂先端の近傍となる距離をとるものとする。
【００１９】
図４は、き裂先端のき裂拡大方向を説明するための断面図である。き裂先端Ｐが２種類の材料、すなわち、第１の材料である材料Ａと第２の材料である材料Ｂの異材境界近傍にある場合、半径ｒの円上には、材料Ａ中の部分と、材料Ｂ中の部分とが存在する。半径ｒの円上では、先に説明したように、応力分布が生じている。
【００２０】
応力解析部１２では、構造物における応力分を算出する。この結果、半径ｒの円周上の応力分布も求められる。応力解析部１２では、この半径ｒの円周上の応力分布にもとづいて、材料Ａおよび材料Ｂそれぞれにおける応力の最大値および最大値を生じている箇所を確認し、その箇所を選択する。すなわち、材料Ａの範囲で半径ｒの円上において円の接線方向の最大応力の発生箇所ＭＡと、材料Ｂの範囲で半径ｒの円上において円の接線方向の応力が最大の箇所ＭＢとを選択する。
【００２１】
応力解析部１２は、き裂先端Ｐから最大応力の発生箇所ＭＡへの方向の直線ＬＡとき裂の延長線Ｌ０との角度ΘＡ、き裂先端Ｐから最大応力の発生箇所ＭＢへの方向の直線ＬＢとき裂の延長線Ｌ０との角度ΘＢを導出する。き裂の進展方向は、この両者の内のいずれかとなる。
【００２２】
応力解析部１２は、さらに、き裂先端Ｐにおける応力拡大係数Ｋを算出する。ここで、応力拡大係数Ｋは、モードＩすなわち材料Ａと材料Ｂとを引き離す荷重が作用する場合には、この荷重によるマクロな応力σ０と、き裂長さａとから、次の式（１）により算出される。
Ｋ＝σ０・√（πａ）                …（１）
【００２３】
なお、応力拡大係数Ｋが、破壊靱性値ＫＣに至ると脆性破壊が発生するので、応力拡大係数Ｋが、破壊靱性値ＫＣ未満であることも確認する。
【００２４】
き裂進展速度導出部１３は、き裂進展速度データベース３１のデータを用い、応力拡大係数Ｋにもとづいて、材料Ａおよび材料Ｂのそれぞれについてのき裂進展速度ＣＳ（＝ｄａ／ｄｔ）を導出する。
【００２５】
図５は、記憶部３０のき裂進展速度データベース３１に格納されているき裂進展速度ｄａ／ｄｔと応力拡大係数Ｋとの関係を示すグラフである。横軸は応力拡大係数Ｋの対数値、縦軸はき裂進展速度ｄａ／ｄｔの対数値である。実線Ａは材料Ａの場合、破線Ｂは材料Ｂの場合を示す。
【００２６】
き裂が定常的に進展するような状態の領域においては、応力拡大係数Ｋとき裂進展速度ＣＳ（＝ｄａ／ｄｔ）とは、一般に次の式（２）で関係づけられる。
ＣＳ＝ｄａ／ｄｔ＝Ｋｍ                      …（２）
【００２７】
したがって、図５のような両対数のグラフでは、関数のグラフはほぼ直線的となる。実線Ａと破線Ｂのそれぞれは、材料の種類、および材料の置かれる周囲の水質などの環境により決まる。
【００２８】
図５は、特に、応力腐食割れ（ＳＣＣ：Ｓｔｒｅｓｓ  Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  Ｃｒａｃｋｉｎｇ）に注目したＳＣＣき裂進展速度線図である。このＳＣＣき裂進展速度線図は、使用者が試験あるいは文献による値や各種の規格基準に記載の内容に基づいて決定してもよい。あるいは、文献や各種の規格基準に記載の線図を用いてもよい。
【００２９】
き裂進展速度導出部１３は、応力解析部１２で算出した応力拡大係数Ｋから、図５に基づいて、材料Ａのき裂進展速度ＣＳＡ、および材料Ｂのき裂進展速度ＣＳＢを導出する。
【００３０】
今、式（１）から、マクロな応力σ０およびき裂長さａは、材料Ａについても材料Ｂについても共通である。したがって、材料Ａにおける応力拡大係数と、材料Ｂにおける応力拡大係数とは、同じＫである。この応力拡大係数Ｋから、材料Ａのき裂進展速度ＣＳＡ、および材料Ｂのき裂進展速度ＣＳＢが決まる。
【００３１】
環境感受性指標算出部１４は、材料Ａについての環境感受性指標ＳＦＡ、および材料Ｂについての環境感受性指標ＳＦＢを算出する。ここで、環境感受性指標ＳＦＡおよび環境感受性指標ＳＦＢを求めるＳＦは、次の式（３）のように、最大応力σと、材料および環境条件に依存するき裂進展速度ＣＳの関数である。
ＳＦ＝ｆ（ＣＳ、σ）                      …（３）
すなわち、ＳＦは、最大応力σのみでなく、材料および環境条件も考慮して導出される。
【００３２】
関数ｆ（ＣＳ、σ）は、具体的には、次の式（４）のように、最大応力σとき裂進展速度ＣＳとの積としてもよい。
ｆ（ＣＳ、σ）＝ＣＳ・σ                  …（４）
【００３３】
あるいは、関数ｆ（ＣＳ、σ）は、次の式（５）のように、最大応力σとき裂進展速度ＣＳとの線形結合としてもよい。ここで、ｈは、重み係数であり、最大応力σとき裂進展速度ＣＳそれぞれの寄与の重みを反映するものである。
ｆ（ＣＳ、σ）＝ＣＳ＋ｈ・σ                  …（５）
【００３４】
あるいは、関数ｆ（ＣＳ、σ）は、次の式（６）のように、最大応力σとき裂進展速度ＣＳとのベクトル的な和の二乗としてもよい。ここで、ｈは、重み係数である。
ｆ（ＣＳ、σ）＝（ＣＳ）２＋ｈ・σ２            …（６）
【００３５】
関数ｆ（ＣＳ、σ）の形状は、以上に限定されない。最大応力σとき裂進展速度ＣＳのそれぞれの寄与が適切に反映されるものであればよい。試験結果により関数形状および係数等を調整することにより決定することでもよい。
【００３６】
き裂進展方向決定部１５は、材料Ａについての環境感受性指標ＳＦＡ、および材料Ｂについての環境感受性指標ＳＦＢとを比較し、大きい方を選択することにより、最大応力σおよびき裂進展の方向Θを決定する。
【００３７】
すなわち、図４において、き裂先端Ｐの近傍における最大応力の発生箇所ＭＡについての環境感受性指標ＳＦＡ、および最大応力の発生箇所ＭＢについての環境感受性指標ＳＦＢとを比較した結果、たとえば、環境感受性指標ＳＦＢの方が大きい場合を考える。この場合は、最大応力の発生箇所ＭＢの方が選択される。したがって、き裂進展方向は、発生箇所ＭＢの方向であり、角度ΘＢの方向である。また、き裂進展速度ＣＳは、材料Ｂのき裂進展速度ＣＳＢとなる。
【００３８】
き裂進展量算出部１６は、き裂進展方向決定部１５で決定されたき裂進展方向の材料についてのき裂進展速度を用いて、き裂進展量を算出する。たとえば、き裂進展方向決定部１５で材料Ｂ側が選択された場合、次の式（７）でき裂進展量ΔＣを算出する。
ΔＣ＝ＣＳ・Δｔ＝ｄａ／ｄｔ・Δｔ          …（７）
【００３９】
き裂寸法更新部１７は、き裂進展量算出部１６により算出されるき裂進展量ΔＣに基づいて、新たなき裂寸法を設定する。図６は、新たなき裂寸法の設定を説明する断面図である。
【００４０】
たとえば、き裂進展方向決定部１５で材料Ｂ側が選択された場合、直線ＬＢ上で、前回のき裂先端ＰからΔＣだけ離れた点Ｐ’が新たなき裂先端となる。この結果、き裂長さａ’は、図６のように、き裂の表面からき裂先端Ｐ’までの距離となる。き裂寸法更新部１７は、この新たなき裂長さａ’を求め出力する。
【００４１】
終了判定部１８は、き裂の進展の繰り返しが終了か否かを判定する。具体的には、更新したき裂先端の位置が、当該構造物の厚さを貫通した場合や、き裂先端の応力拡大係数Ｋが当該材料の破壊靭性値ＫＩＣに達する等、あらかじめ設定した終了条件となったか否かを判定する。
【００４２】
なお、以上は、時間領域でのき裂進展速度ｄａ／ｄｔの場合を示した。これに代えて、応力解析部１２が応力拡大係数範囲ΔＫを算出し、き裂進展方向決定部１５が、横軸に応力拡大係数範囲ΔＫを、縦軸に繰り返し回数領域での腐食疲労き裂進展速度ｄａ／ｄＮをとった関係により、き裂の進展を評価してもよい。ただし、応力拡大係数範囲ΔＫは荷重に対する応力拡大係数Ｋの変動幅、Ｎは疲労の繰り返しの回数である。
【００４３】
この場合は、環境感受性指標算出部１４での演算は、式（３）の関数に代えて、ＳＦ’＝ｆ（ｄａ／ｄＮ、σ）を用いることになる。また、き裂進展量算出部１６では、式（７）に代えて、ΔＣ＝ｄａ／ｄＮ・ΔＮによりき裂進展量ΔＣを算出することになる。
【００４４】
図７は、実施形態に係るき裂進展解析方法の手順を示すフロー図である。
【００４５】
まず、初期条件設定部１１が、解析対象物の寸法、初期き裂寸法、および荷重などの初期条件を設定する。これらの条件は、入力部４０への外部入力により受け入れる（ステップＳ０１）。
【００４６】
次に、応力解析部１２が、応力解析を実施し、材料Ａの範囲で所定の半径ｒの円上において円の接線方向の最大応力の発生箇所ＭＡとその方向、材料Ｂの範囲で半径ｒの円上において円の接線方向の最大応力の発生箇所ＭＢとその方向を選択する。また、き裂先端Ｐにおける応力拡大係数Ｋを算出する（ステップＳ０２）。
【００４７】
次に、き裂進展速度導出部１３が、き裂進展速度データベース３１のデータを用い、応力拡大係数Ｋにもとづいて、材料Ａについてのき裂進展速度ＣＳＡおよび材料Ｂについてのき裂進展速度ＣＳＢを導出する。環境感受性指標算出部１４は、材料Ａについての最大応力σθＡとき裂進展速度ＣＳＡとから材料Ａについての環境感受性指標ＳＦＡを、また材料Ｂについての最大応力σθＢとき裂進展速度ＣＳＢとから材料Ｂについての環境感受性指標ＳＦＢを算出する（ステップＳ０３）。
【００４８】
次に、き裂進展方向決定部１５は、材料Ａについての環境感受性指標ＳＦＡ、および材料Ｂについての環境感受性指標ＳＦＢとを比較し、大きい方を選択することにより、最大応力σおよびき裂進展の方向Θを決定する（ステップＳ０４）。
【００４９】
次に、き裂進展量算出部１６は、ステップＳ０４にて、き裂進展方向決定部１５で決定されたき裂進展方向の材料についてのき裂進展速度を用いて、き裂進展量ΔＣを算出する（ステップＳ０５）。き裂寸法更新部１７は、き裂進展量算出部１６により算出されるき裂進展量ΔＣに基づいて、新たなき裂先端Ｐ’の位置を求め、新たなき裂寸法ａ’を導出する（ステップＳ０６）。
【００５０】
次に、終了判定部１８が、き裂進展解析が終了したか否かを判定する（ステップＳ０７）。終了と判定されない場合（ステップＳ０７  ＮＯ）、ステップＳ０２以下を繰り返す。終了と判定された場合（ステップＳ０７  ＹＥＳ）、き裂進展解析を終了する。
【００５１】
このように、異材継手部近傍において、それぞれの材料領域での最大応力と、材料および環境に依存するき裂進展速度との関数として環境感受性指標を定義することにより、き裂先端におけるき裂進展方向として環境感受性指標の大きい方の材料側を選択しながら、き列の進展を評価することができる。これにより、最大応力のみでなく、材料及び環境因子を考慮した評価を可能となる。
【００５２】
以上のように、本実施形態によれば、溶接継手部など複数の異種材料が近接する場合において、き裂進展寿命を精度良く予測することができる。
【００５３】
［その他の実施形態］
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。たとえば、き裂進展解析装置は、実施形態では、１つの計算機による場合を示しているが、これに限定されない。たとえば、応力解析は、別の計算機で実施する、すなわち、応力解析部は別の計算機に収納され、その内容、結果に関する情報を、オンラインで、演算部の他の要素と共有することでもよい。
【００５４】
また、実施形態では、２種類の材料が近接する場合について示したが、本発明は、３種類以上の材料が近接する場合についても、同様の手順で実施することができる。すなわち、所定の円上の各材料の領域における接線方向の最大応力を生ずる個所をそれぞれ求め、環境感受性指標算出部１４にてそれぞれの箇所における関数値を算出し、この関数値が最大の方向をき裂進展方向として選択する。
【００５５】
また、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。さらに、これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５６】
１０…演算部、１１…初期条件設定部、１２…応力解析部、１３…き裂進展速度導出部、１４…環境感受性指標算出部、１５…き裂進展方向決定部、１６…き裂進展量算出部、１７…き裂寸法更新部、１８…終了判定部、２０…制御部、３０…記憶部、３１…き裂進展速度データベース、４０…入力部、５０…出力部、８０…ＣＰＵ、１００…き裂進展解析装置
【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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