JP2020524269A5

JP2020524269A5 -

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Publication number: JP2020524269A5
Application number: JP2019569415A
Authority: JP
Filing date: 2018-06-15
Publication date: 2021-05-06

Claims

金属構造体またはパイプの面内破壊靭性評価のための標準試験において材料サンプルを試験する方法であって、前記材料サンプルが、構造体の壁に使用されるタイプのものであり、前記方法が、
前記構造体の前記壁のサンプルを取得することと、
前記サンプルをノッチ付き構成要素に成形することであって、前記ノッチ付き構成要素が、前記構造体の前記壁の厚さと等しい厚さ寸法を有する平坦な底面と、プロファイルされた上面であって、前記底面の平面に対して垂直に配向された中央ノッチを有する、プロファイルされた上面と、前記中央ノッチの第１の側面上の第１のソケットと、前記中央ノッチの第２の側面上の第２のソケットと、を含む、成形することと、
第１の横方向延伸部を前記第１のソケットに、および第２の横方向延伸部を前記ノッチ付き構成要素の前記第２のソケットに結合することによって、前記ノッチ付き構成要素の前記底面の厚さを超えて前記サンプルの有効厚さを増加させる、試験標本を組み立てることと、
面内方向における前記材料の破壊靭性を評価するために、前記そのように組み立てられた試験標本に、標準的な破壊靭性試験を適用することと、を含む、方法。
前記第１および第２の横方向延伸部の長さと、前記ノッチ付き構成要素の厚さとの合計が、前記底面から前記プロファイルされた表面の先端まで測定したときに、前記ノッチ付き構成要素の幅の４．５倍以上であるように、前記第１および第２の横方向延伸部を形成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記第１および第２のソケットが、前記中央ノッチを中心として対称である、請求項１に記載の方法。
前記第１および第２のソケットが、前記中央ノッチを中心として非対称である、請求項１に記載の方法。
前記標準的な破壊靭性試験が、前記ノッチ付き構成要素の前記底面に力を加える、請求項１に記載の方法。
プログラムされたコンピュータおよび前記標準的な破壊靭性試験からのデータを使用して、破壊靭性の有限要素シミュレーションを実行して、前記ノッチ付き構成要素に対する最適な幾何学的パラメータを判定するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記ノッチ付き構成要素の前記中央ノッチが、第１の幅を有する第１のセクションと、前記第１の幅よりも小さい第２の幅を有する、前記第１のセクションの下に位置付けられた第２のセクションと、を含む、請求項１に記載の方法。
前記第１および第２のソケットが、エルボ形状ソケットである、請求項１に記載の方法。
前記底面の平面に対して垂直に配向された中央ノッチを有する前記プロファイルされた上面が、亀裂を画定し、
面内方向における前記材料の破壊靭性を評価するために、前記そのように組み立てられた試験標本に、標準的な破壊靭性試験を適用するステップが、前記中央ノッチによって画定された亀裂を開く曲げモーメントを生成し、
前記中央ノッチにおける前記亀裂が、第１の幅を有する長方形の断面の第１のセクションと、前記第１の幅よりも小さい第２の幅を有する第２のセクションと、を含み、
前記曲げモーメントが、前記第１および第２の幅を増加させることによって前記亀裂を開く、請求項１に記載の方法。
前記第１および第２の横方向延伸部が、以下の不等式によって設定される長さ（Ｌ）を有する、請求項１に記載の方法：
２Ｌ＋Ｔ≧４．５Ｗ
式中、Ｔはサンプルの厚さであり、Ｗはノッチ付き構成要素の幅である。
前記構造体が、約５ｍｍ〜約７０ｍｍの範囲の厚さを有する、請求項１に記載の方法。
破壊靭性に関して、金属構造体の壁またはパイプに使用される材料を試験するための装置であって、前記装置が、
（ａ）前記構造体の前記壁の厚さと等しい幅を有する底面、（ｂ）プロファイルされた上面であって、中央ノッチを有する、プロファイルされた上面、（ｃ）前記中央ノッチの第１の側面上の第１のソケット、および（ｄ）前記中央ノッチの第２の側面上の第２のソケット、を有するように成形された前記構造体の前記壁のサンプルから作製されたノッチ付き構成要素と、
前記ノッチ付き構成要素の前記第１のソケットに結合された、第１の横方向延伸部と、
前記ノッチ付き構成要素の前記第２のソケットに結合された、第２の横方向延伸部と、を備え、
前記第１および第２の横方向延伸部が、前記ノッチ付き構成要素の有効幅を延伸して、標準的な破壊靭性試験で使用されるのに十分な長さの組み立てられた試験標本を提供する、装置。
前記第１および第２の横方向延伸部の長さと、前記ノッチ付き構成要素の厚さとの合計が、前記底面から前記プロファイルされた表面の先端まで測定したときに、前記ノッチ付き構成要素の幅の４．５倍以上であるように、前記第１および第２の横方向延伸部が形成される、請求項１２に記載の装置。
前記構造体が、約５ｍｍ〜約７０ｍｍの範囲の厚さを有する、請求項１２に記載の装置。
前記構造体が、Ｘ６５の鋼で作製されたパイプを含む、請求項１４に記載の装置。
前記中央ノッチを有する前記プロファイルされた上面が亀裂を画定し、前記中央ノッチにおける前記亀裂が、第１の幅を有する長方形の断面の第１のセクションと、前記第１の幅よりも小さい第２の幅を有する第２のセクションと、を含み、前記標準的な破壊靭性試験によって生成された曲げモーメントが、前記第１および第２の幅を増加させることによって前記亀裂を開く傾向がある、請求項１２に記載の装置。
前記第１および第２の横方向延伸部が、以下の不等式によって設定される長さ（Ｌ）を有する、請求項１２に記載の装置：
２Ｌ＋Ｔ≧４．５Ｗ
式中、Ｔはサンプルの厚さであり、Ｗはノッチ付き構成要素の幅である。