【研究分野】船舶海洋工学

【研究領域課題番号】17H01354 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

破壊力学 / 脆性破壊 / 信頼性設計 / 有限要素法 / き裂伝播 / 鉄鋼材料 / 微視力学 / 数値モデル / ミクロモデル / 高張力鋼 / アレスト / 脆性亀裂伝播 / アレスト靭性 / 構造最適化 / マルチスケール

【研究成果の概要】

海上物流量の増大に伴い、1万個を超えるコンテナを輸送する大型船舶が建造されるようになったが、船体の安全性を確保するための脆性き裂伝播を抑制する技術が未完成である。本研究はこれを解決するもので、1000m/sを超える速度で高速伝播する脆性き裂の挙動を実験と数値シミュレーションによって解明することを試みた。従来の破壊力学では説明ができなかった1m以上の長大き裂におけるき裂伝播／停止挙動を説明することが可能となった。さらに、船体用鋼材のアレスト特性を向上させるためには脆性き裂伝播のミクロ挙動を解明することが重要であり、結晶粒レベルのき裂伝播解析を行い、アレスト挙動とミクロ組織の関係を明確化した。

【研究の社会的意義】

近年の世界的な経済規模拡大に伴い、海上物流量が飛躍的に増大し、1万個を超えるコンテナを輸送できる超大型コンテナ船が建造されるようになった。これら船舶においては脆性破壊を防止することが極めて重要であるが、高速で伝播する脆性き裂の挙動には未解明な点が多く、大型コンテナ船の脆性き裂アレスト設計やアレスト性能に優れた船体用鋼材の開発を合理的に行うことが困難であった。本研究成果はこれらの要求に直接的に適用できるものであり、本研究者らはアレスト靭性の評価試験方法のISO規格策定や船体アレスト設計の策定にも関与してきた。本研究はこれらの社会貢献に直接的に役立つものである。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】44,330千円 (直接経費: 34,100千円、間接経費: 10,230千円)