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三次元トポグラフィを援用した疲労損傷機構解明に基づく複合型高機能接合技術の開発

Research Project

Project/Area Number 11J07239
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Materials/Mechanics of materials
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

種子島 亮太  広島大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2011 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords疲労 / 高張力鋼板 / ランダム変動荷重 / 累積疲労損傷 / 修正グッドマン則 / Smith-Watson-Topper / スポット溶接継手 / 破壊力学 / レインフロー法
Research Abstract

実働荷重条件下における簡便な寿命評価を目的として590MPa級自動車用鋼板を母材とするスポット溶接継手の負荷荷重に基づく累積疲労損傷評価技術について前年度に検討を行ったが,同評価技術によって得られる結果は実用上の妥当性は満足するものの必ずしも高精度な評価を実現することができなかったため,スポット溶接継手の疲労き裂発生位置であるスリット先端極近傍の局所ひずみ応答に着目し,それらを評価指標とする累積疲労損傷評価技術の検討を行った.具体的には静的な負荷および除荷試験によって得られるスリット先端近傍における局所ひずみ応答を基礎とし,それらを評価指標とする疲労寿命曲線を取得した.さらに,同疲労寿命曲線における平均ひずみ効果を修正グッドマン流の補正を適用し評価することによって,スポット溶接継手の疲労寿命を統一的に整理可能であることを示した.上述の統一的疲労寿命曲線を基にランダム変動荷重条件下の疲労寿命を評価した結果,一般的な自動車産業分野で目安とされる評価範囲に収束することがわかり,今回検討した評価技術が一定の妥当性を有することが明らかとなった.
しかしながら,前年度同様に今回検討した評価手法もまた必ずしも評価精度が高いと言える結果が得られなかったことから,試験体に作用する外荷重およびスリット先端近傍の局所ひずみを指標とする両評価技術に対し,Smith-Watson-Topperらが提唱する等価荷重およびひずみ振幅によって整理される疲労寿命曲線を基礎とする累積損傷評価を行った.その結果,いずれの評価方法も修正マイナー則のクライテリオンに対し非常に高い精度で疲労寿命を予測することが明らかとなり,ランダム変動荷重条件下において溶接継手の疲労寿命を簡便かつ高精度に評価するという本研究の目的の一つが達成された.

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] 3-Dimensional Observation of the Interior Fracture Mechanism and Establishment of Cumulative Fatigue Damage Evaluation on Spot Welded Joints Using 590 MPa-class Steel, International Journal of Fatigue2013

    • Author(s)
      R.Tanegashima, H. Akebono, M.Kato, A.Sugeta
    • Journal Title

      International Journal of Fatigue

      Volume: (Accepted) Pages: 121-131

    • DOI

      10.1016/j.ijfatigue.2012.12.014

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 590MPa級自動車用鋼板を母材とするスポット溶接継手における負荷荷重に基づく累積疲労損傷評価手法の確立2012

    • Author(s)
      種子島亮太, 曙紘之, 加藤昌彦, 菅田淳
    • Journal Title

      日本機械学会論文集(A編)

      Volume: (掲載決定)

    • NAID

      130002050245

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Influence of the Load Variation on Fatigue Strength of the Spot Welded Joint using the High Strength Steel2011

    • Author(s)
      R.Tanegashima, H.Akebono, M.Kato, A.Sugeta
    • Journal Title

      Procedia Engineering

      Volume: 10 Pages: 3405-3410

    • DOI

      10.1016/j.proeng.2011.04.561

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Journal Article] 3-Dimensional Observation of Fatigue Crack Propagation on Spot Welded Joints using High Strength Steel2011

    • Author(s)
      R.Tanegashima, H.Akebono, M.Kato, A.Sugeta
    • Journal Title

      International Journal of Automotive Engineering

      Volume: 2 Pages: 61-67

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 590MPa級自動車用鋼板を母材とするスポット溶接継手の局所ひずみ挙動に基づく累積疲労損傷評価手法の検討2012

    • Author(s)
      種子島亮太, 曙紘之, 加藤昌彦, 菅田淳
    • Organizer
      日本機械学会2012年度年次大会
    • Place of Presentation
      金沢
    • Year and Date
      2012-09-12
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Evaluation of the Cumulative Fatigue Damage on the Spot Welded Joints using 590 MPa-cIass Steel under Random Loading Conditions2012

    • Author(s)
      R.Tanegashima, H.Akebono, M.Kato, A.Sugeta
    • Organizer
      19th European Conference on Fracture
    • Place of Presentation
      Kazan, Russia
    • Year and Date
      2012-08-29
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 590MPa級自動車用鋼を母材とするスポット溶接継手の疲労特性に及ぼすプログラム変動荷重の影響2011

    • Author(s)
      種子島亮太
    • Organizer
      日本機械学会M&M2011材料力学カンファレンス
    • Place of Presentation
      北九州市
    • Year and Date
      2011-07-16
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] The Influence of the Load Variation on Fatigue Strength of the Spot Welded Joint using the High Strength Steel2011

    • Author(s)
      R.Tanegashima
    • Organizer
      11th International Conference on the Mechanical Behavior of Materials
    • Place of Presentation
      Como, Italy
    • Year and Date
      2011-06-06
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 590MPa級自動車用鋼を母材とするスポット溶接継手の疲労特性に及ぼす荷重変動の影響2011

    • Author(s)
      種子島亮太
    • Organizer
      自動車技術会2011年春季大会
    • Place of Presentation
      横浜市
    • Year and Date
      2011-05-18
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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