複雑な混合モード下の破壊力学パラメータ評価に関する研究

摘要

構造物の破壊事故の多くが疲労き裂を端としている．そのため，事故防止の観点からはき裂の早期発見・検出が重視されており，疲労き裂の検出，その後の危険性評価に関しては多くの研究結果が報告されている．さらに検出した疲労き裂の成長予測のため，モードI作用下（開口型荷重作用下）の疲労き裂成長則がパリス則としてまとめられている．しかし，近年において形状や荷重条件，使用環境が複雑化・多様化した構造物では疲労き裂成長の起点となる欠陥は様々な要因で発生する．その起点欠陥からの疲労き裂成長は純モードI作用下（開口型荷重作用下のみ）で常に生じるとは限らず，混合モード下の疲労き裂成長が生じることも考えられる．そのようなケースでは，き裂成長は複雑な成長経路を辿ることがある．疲労き裂成長挙動を正しく予測し，的確かつ効率的に疲労き裂に対処するには，複雑な混合モード下の各破壊モード応力拡大係数を評価し，疲労き裂成長則を明らかにする必要がある．