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Dependence of Load Angle on Static Strength of Resistance Spot Welded Lap Joints

Research Project

Project/Area Number 19K05080
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

KITAMURA Takanori  九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (70274553)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2021: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2020: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords抵抗スポット溶接 / 継手強度 / 複合荷重 / 高張力鋼板 / 荷重角度依存性 / 荷重角度 / 力学
Outline of Research at the Start

抵抗スポット溶接重ね継手の静的強度について,ナゲットに対して斜め方向に荷重負荷を与えた場合の継手強度の検討は溶接継手構造物の強度設計において安全性を確保する上で必須の課題といえる.そこで,本研究では実験,理論計算,数値解析を利用して抵抗スポット溶接重ね継手の静的強度に及ぼす荷重角度依存性を解明し,強度評価技術を確立することを目的とした.

Outline of Final Research Achievements

The dependence of joint strength on loading angle was investigated for resistance spot welded lap joints with steel plates of different base metal tensile strengths when loaded in the slant direction. As a result, it was found that the joint strength of all steel plates tended to decrease once and then increase after showing the lowest point as the loading angle increased. A method for accurately estimating the macroscopic deformation and stress of steel plates using FEM was also established. By using the macroscopic mechanical model, a strength evaluation method for resistance spot welded joints under combined loading was established. Furthermore, from the observation of the fracture surface and the stress distribution calculated by FEM, it was confirmed that the bending deformation of the steel plate is a factor that significantly influences the strength of the joint in steels with high base metal strength.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

抵抗スポット溶接された継手に引張せん断荷重や十字引張荷重が重畳した,いわゆる多軸応力が作用するような複合荷重下での強度についてはJISやISOなどの国内外の規格では規定がなく,ほとんど検討されていない.よって,荷重角度と継手強度の因果関係を示す因子は国内外ともに検討された例はほとんど無かった.また,斜め方向に引っ張る荷重の角度によっては規格で規定された引張せん断強度,十字引張強度より低い荷重で破断する実験結果を示した.この事実は溶接継手構造物の強度設計を見直す必要を示唆している.この強度低下要因,継手強度の荷重角度依存性を明らかにしたことが本研究の意義である.

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results)

  • [Journal Article] Effect of Combined Use of Brazing or Soldering around the Nugget on Tensile Shear Strength of Resistance Spot Welded Lap Joint2021

    • Author(s)
      Kitamura Takanori、Akiyama Tetsuya、Uemura Atsuro、Mihara Chinatsu
    • Journal Title

      Journal of the Japan Institute of Metals and Materials

      Volume: 85 Issue: 9 Pages: 345-351

    • DOI

      10.2320/jinstmet.J2020065

    • NAID

      130008077577

    • ISSN
      0021-4876, 1880-6880, 2433-7501
    • Year and Date
      2021-09-01
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 抵抗スポット溶接重ね継手における継手部近傍の板の変形と継手強度の関係の解明2021

    • Author(s)
      岩谷航希, 川端智也, 北村貴典, 秋山哲也
    • Organizer
      日本金属学会九州支部 日本鉄鋼協会九州支部 軽金属学会九州支部合同学術講演大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] FEM解析による抵抗スポット溶接L字継手の引張強度に及ぼすアーム長さの影響の解明2021

    • Author(s)
      河野大輔, 近野 謙, 北村貴典, 秋山哲也
    • Organizer
      日本金属学会九州支部 日本鉄鋼協会九州支部 軽金属学会九州支部合同学術講演大会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 抵抗スポット溶接を用いた差厚L字継手における引張強度支配因子の解明2021

    • Author(s)
      平山 響, 長沢 瑞樹, 北村 貴典, 秋山 哲也
    • Organizer
      令和3年度溶接学会九州支部 研究発表会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 板の変形抑制による抵抗スポット溶接重ね継手の引張せん断強度の高強度化2021

    • Author(s)
      今村 光宏, 川端 智也, 岩谷 航希, 北村 貴典, 秋山 哲也, 植村 篤郎, 渡邊 海香
    • Organizer
      令和3年度溶接学会九州支部 研究発表会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 抵抗スポット溶接重ね継手の引張せん断強度に及ぼすナゲット周囲の板の変形の影響2021

    • Author(s)
      今村光宏,北村貴典,秋山哲也, 川端 智也,岩谷航希
    • Organizer
      JAAA2021 シンポジウム「先進自動車製造技術における接合技術2021(Joining Technologies in Advanced Automobile Assembly 2021)」
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 抵抗スポット溶接L字継手の引張強度に及ぼすアーム長さの影響2021

    • Author(s)
      平山 響, 北村 貴典, 秋山 哲也,濵﨑真太郎, 近野 謙,河野大輔
    • Organizer
      JAAA2021 シンポジウム「先進自動車製造技術における接合技術2021(Joining Technologies in Advanced Automobile Assembly 2021)」
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 鋼板を用いた抵抗スポット溶接L字継手の引張強度評価2020

    • Author(s)
      近野 謙,濵﨑 真太郎,平山 響,北村 貴典,秋山 哲也
    • Organizer
      令和2年度溶接学会九州支部 研究発表会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 抵抗スポット溶接重ね継手の変形と引張せん断強度の関係の解明2020

    • Author(s)
      川端 智也,今村 光宏,北村 貴典,秋山 哲也,植村篤郎,三原 知夏
    • Organizer
      令和2年度溶接学会九州支部 研究発表会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 高張力鋼板を用いた抵抗スポット溶接重ね継手の複合荷重下での継手強度2019

    • Author(s)
      川端智也,小林裕貴,秋山哲也,北村貴典
    • Organizer
      日本金属学会九州支部 日本鉄鋼協会九州支部 軽金属学会九州支部合同学術講演大会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 複合荷重試験における高張力鋼板を用いた抵抗スポット溶接継手強度の荷重角度依存性2019

    • Author(s)
      小林裕貴, 川端智也, 秋山哲也, 北村貴典
    • Organizer
      令和元年度溶接学会九州支部 研究発表会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 複合荷重試験における高張力鋼板を用いた抵抗スポット溶接継手強度の荷重角度依存性2019

    • Author(s)
      小林裕貴, 川端智也, 秋山哲也, 北村貴典
    • Organizer
      溶接学会 2019年度 秋季全国大会
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      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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