止裂韌度值Kca的實尺模型試驗研究

Takehiro Inoue，Yoshiya Yamaguchi，Hiroshi Yajima，Shuji Aihara，Hitoshi Yoshinari，Kazuhiro Hirota，Masanobu Toyoda，Takaaki Kiyosue，Tsunehisa Handa，Tomoya Kawabata0，Tokutaka Tani

（1. 日本鋼鐵公司；2. 日本海事協會；3. 長崎應用科學研究所；4. 東京大學；5. 國家海事研究所；6. 三菱重工有限公司；7. IHI船舶聯合公司；8. 川崎造船公司；9. JFE鋼鐵公司；10. 住友金屬工業有限公司；11. 神戶制鋼有限公司）

許立人譯，王 璞、趙耕賢校審.

0 前 言

大型結構的脆性斷裂會產生致命的結構破壞和嚴重的環境損害。脆性裂紋止裂的理念使預防脆性裂紋的產生與擴展成為可能。對于有可能產生巨大社會損害的某些大型結構的意外失效，這個理念是極為重要的。這一理念可以應用于如LNG或LPG船的低溫儲存艙、液壓輸送管、大型運輸船等。研究人員指出：EH級船用鋼有長脆性裂紋的止裂能力，可用于舷頂列板和甲板邊板，盡管沒有一家船級社的規范明確要求這種構件需要止裂能力。

日本船舶研究協會第147研究委員會（SR147委員會，1978），在1980年代對船用鋼的脆性裂紋止裂特性進行了研究。該委員會曾得出結論，在裂紋由焊縫處產生進入母材以后，裂紋可被制止裂。這個結論都是從厚度小于或等于 40mm的鋼板大比例止裂試驗中得出的，大部分鋼板的厚度估計為25mm。

然后，根據Inoue等人的裂紋止裂試驗指出：極厚船用鋼及其焊接接頭對脆性裂紋沒有止裂能力。這就意味SR147委員會的結果不適用極厚船用鋼。

在本研究中，進行了兩種模型試驗，也就是：超寬雙向ESSO試驗和實尺（full-scale）構件試驗，以確定止裂韌度值 Kca。寬度為 500～600mm 的試驗來模擬實際船體結構中長的擴展裂紋，其寬度不夠。由于超寬雙向ESSO試驗與實際構件的試驗相比，是一種更為保守的試驗，試驗沒有大的結構不連續性。……