フロック段階での組立加工による変形予測システム開発に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555260
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 豊貞 雅宏 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (30188817)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山口 喜久次 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (70037943) ; 丹羽 敏男 九州大学, 大学院・工学研究院, 講師 (10208267) ; 後藤 浩二 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (60274487) ; 河野 隆之 三菱重工業(株), 長崎研究所, 材料溶接研究室主査(研究員) ; 寺崎 俊夫 九州工業大学, 工学部, 教授 (60029329)
• Keywords: 溶接変形 / 固有ひずみ / 縦收縮 / 変形推定精度向上

Research Abstract

本年度は以下の2項目に関して研究を実施した.
実用的観点から,大型溶接鋼構造物の溶接変形推定手法として提案されている等価固有ひずみ法では,溶接ビードの影響を無視してモデル化を行うために,船底板がねじれ変形を生じるような場合,変形を精度良く推定する事が困難である.
そこで本年度の研究において,従来の等価固有ひずみ法に溶接ビードの影響を組み込んだ新しい手法を開発した.
この手法を用いて,日本造船研究協会第237研究部会において実施された,船殻二重底構造を模擬した構造試験体の溶接変形計測実験に関するFEM解析を行い,今年度の研究で開発した新しい解析手法を用いることで,外板がねじれ変形を生じる場合でもその変形を精度良く推定できる事を確認した.大型構造物の組み立て精度を決める縦収縮を,溶接諸条件から決定する基礎概念を確認するために基礎実験を行った.
大型構造物では溶接長が10mにもなり、縦収縮が1mmのオーダーで発生するが,研究室では500mmの溶接長でも実験が困難であり,発生する縦収縮も0.1mmオーダーとなり測定精度が要求される.レーザ変位計を使用して1/1000mm精度で縦収縮を測定できる装置を開発し,実際の溶接で使用される溶接条件を系統的に変化させて,ビード溶接の縦収縮の実験値および発生原因である固有ひずみを計測した.その結果,発生原因である固有ひずみの積分値とTendon Forceの関係が明確となり,縦収縮が溶接諸条件から推定できることが実証できた.

Research Products

• [Publications] 後藤浩二,豊貞雅宏,武市祥司: "すみ肉溶接時に生じるねじれ変形の簡易推定法"日本造船学会論文集. 第189号(印刷中). (2001)
• [Publications] 寺崎俊夫,中谷光良,石村知樹: "溶接継手に生じるTendon Forceについて"溶接学会論文集. 18巻3号. 479-486 (2000)