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重合メッシュ法を用いたステンレス鋼管溶接部の材料境界を考慮したき裂進展解析

Crack growth analysis for stainless steel piping weld considering material boundary

眞崎 浩一*; 小坂部 和也*; 勝山 仁哉  ; 菊池 正紀*

Masaki, Koichi*; Osakabe, Kazuya*; Katsuyama, Jinya; Kikuchi, Masanori*

重合メッシュ法(S-FEM)は、自動メッシュ生成機能を用いて有限要素法によりき裂進展解析を行うことができる手法である。本研究では、材料境界を考慮したき裂進展シミュレーションにS-FEMを適用した。2種類の材料で構成される平板に膜応力が負荷された場合、及びステンレス鋼管溶接部における溶接残留応力場を考慮した場合のき裂進展解析を実施した。重合メッシュ法及び影響関数法を用いて、母材と溶接金属の異なる材料のき裂進展速度がき裂の成長に及ぼす影響について評価した。両解析結果を比較し、重合メッシュ法と影響関数法は良い一致を示した。

S-version finite element method (S-FEM) is an evaluation method for fully automatic crack growth simulation system on the basis of auto-mesh technique. S-FEM has been applied to simulate the crack growth considering the material boundary. Crack growth analyses have been conducted for a plate consisted of two different materials by tensile membrane stress and a stainless steel piping under weld residual stress field. Effects of the crack growth rates in the different materials on the behavior of the crack growth have been evaluated by S-FEM and the influence function method. Results show that the crack sizes obtained from each method are in a good agreement.

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