溶接構造物で脆性破壊が発生すると，溶接残留応力と靭性分布の影響を受けてき裂の伝播状況は複雑に変化する．溶接部における脆性き裂の伝播経路を予測することは，脆性き裂伝播防止の観点からも極めて重要である．
当研究室では，靭性分布を有する溶接部に負荷応力と溶接残留応力が重畳した応力場が作用する場合の脆性き裂伝播経路を予測する二次元モデルを開発し，船体構造を模擬した溶接部におけるき裂伝播経路を計算し，脆性き裂を母材に突入させて停止させるのに必要な溶接継手の間隔を決定した．その結果は脆性き裂アレスト設計手法に反映されている．
さらに研究を進めて，三次元モデルを開発し，溶接部の複雑な靭性分布を考慮できるようにした．Fig.1はエレクトロガス溶接継手において，母材，熱影響部（HAZ），溶接金属（WM）にかけた靭性分布を実験から求めたもので，本モデルに使用した．Fig.2は三次元モデルによる計算結果の例である．溶接ボンド部から発生した脆性き裂がき裂に対して傾斜したボンド部に沿って伝播し，HAZとWMでき裂が取り残されている様子が実験とよく一致していることがわかる．Fig.3は溶接残留応力のレベルを変化させた場合のき裂伝播経路を示している．残留応力が大きいと，き裂は溶接ボンド部から逸れて母材中を伝播する様子がわかる．
本モデルをさらに改良して実際の溶接構造部材の評価などに適用することを考えている．
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