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においても,高 温低 ひずみ速度の場合には試験片内部に キャビティや微小き裂が生成 されるのに対 して,低 温高 ひずみ速度の場合には粒界すべ りによって試験片表面の 粒界にき裂が発生 ・成長する.1)ここでは,前 者の内部損 傷型クリープ疲労破壊の過程に焦点を絞って述べること にする. クリープ疲労試験片 をていねいに観察すれば,キ ャビ ティや微小き裂に関する膨大なデータを得ることができ る.し かし,材 料内部に発生するキャビティや微小き裂 の観察は試験片縦割 り断面上に限定されるため,断 面上 の2次 元的分布のみしか計測することがで きない.し た がって,そ れらの分布の空間的な情報や時間的な変化は 知ることができない.ま た,キ ャビティや微小き裂は, 材料の微視組織的影響によって不規則な挙動を示 した り, 発生密度が高いことに起因してキャビティ(微 小き裂) 間の相互作用が問題 となることがある.計 算機シミュレ ーシ ,こ のような断片的な情報から全体的な挙動 を合理的に推定 し,複 雑な破壊過程を解析するための道 具としてきわめて有効である.本 稿では,キ ャビティか ら微小 き裂までの小さな領域の高温破壊挙動を計算機 シ ミュレーションを援用 して明らかにしようとする動向の 一端 を紹介する. 2 キャビティの成長 2・1 従来のクリープキャビティ成長解析 クリープによる粒界キャビティの成長については, HullとRimmerの 先 駆 的 な 試 み に2)はじ ま り,い ま まで 多 くの解析的研究が進められてきた.3)その大半は,図1 に模式的に示すように,垂 直方向に一定引張応力 σ0が 負荷 され た 直線 粒 界 上 に等 間隔 に並 ぶ キ ャ ビテ ィ を対 象 と して い る.高 温 で は粒 界 に沿 って 垂 直 に作 用 す る応 力 σの 分 布 に よ って粒 界 に沿 った 原 子 の 流 れ が誘 起 され る

Computer Simulation on Fracture of Engineering Materials at High Temperature. I: Cavity and Small Crack.