2016 Fiscal Year Annual Research Report
建造から品質・安全性・寿命まで評価可能な四次元可視化CAEシステムの開発
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15H04212
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
村川 英一 大阪大学, 接合科学研究所, 招へい教授 (60166270)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
芹澤 久 大阪大学, 接合科学研究所, 准教授 (20294134)
柴原 正和 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20350754)
田中 智行 広島大学, 工学研究院, 助教 (20452609)
岡田 裕 東京理科大学, 理工学部機械工学科, 教授 (50281738)
生島 一樹 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80734003)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | CAE / 溶接構造物 / シミュレーション / 破壊 / 疲労 / 残留応力 / 変形 / 寿命 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２８年度は下記の３課題について研究を実施しそれぞれ成果が得られた。
（１）溶接残留応力と溶接変形の測定および実証試験に関しては、溶接試験体の残留応力計測法としてX線回折法、弛緩法およびContour法、溶接変形の計測法として画像計測法を選定し、それぞれ精度確認およびデータ処理ソフトの開発を行った。また、本試験用の溶接試験体（溶接ままおよび焼鈍処理施工）を作成し、計測を実施した。一方、 溶接および残留応力や初期き裂が部材の疲労き裂進展に及ぼす影響を把握し、シミュレーションの精度を検証するため、複数のき裂を有する円柱試験体を対象に基礎的な実験を実施した。
（２）戦略的『四次元可視化』CAEシステムの高度化に関しては、溶接施工無しの試験体のき裂進展データに基づき、き裂進展解析プログラムのキャリブレーションおよびき裂進展方向の予測式の選択・評価を行った。溶接試験体を対象に残留応力のシミュレーションによる予測と溶接残留応力場での裂進展解析を実施し溶接残留応力の影響を明らかにした。なお、シミュレーションによる事前検討を優先したため、平成28年度は試験片作成および残留応力の計測を実施し、疲労試験は２９年度に実施することとした。
（３）戦略的『四次元可視化』CAEシステムの高度化に関しては、溶接シミュレーションコードの高速化を図り、その効果を自動車の足回り部品を念頭に置いた100万節点規模のモデルについて検証した。同じモデルを用いて脆性／延性き裂進展解析および疲労寿命予測を実施した。また、き裂進展解析については産業応用を念頭に、商用有限要素法プログラムを用いた手法も合わせて開発した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
最終目的である戦略的『四次元可視化』CAEシステムの高度化の中核を成す各シミュレーションコードの開発に関しては、計画通りあるいは計画以上の進捗が得られているが、シミュレーションに力を注いだために、検証実験が計画よりはやや遅れる結果となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
進捗がやや遅れている実証実験に関しては、２０体の試験体作成が完了しているので、予備実験と併せて順次試験を進めることで遅れは取り戻せる。試験と平行して溶接シミュレーション、疲労き裂進展シミュレーションを実施し、溶接による応力集中および残留応力の影響に関して分析を進める。また、戦略的『四次元可視化』CAEシステムに関しては、産業界が容易に導入できるよう産業界の使用目的に合わせて統合・カスタマイズしたCAEシステムを構築する。
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