Effect of stress ratio on fatigue strength and thickness effect of welded joint improved by HFMI

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H04608
• Research Institution: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• Principal Investigator: 丹羽 敏男 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (10208267)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 津村 秀一 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (10782526) ; 安藤 孝弘 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (30425756) ; 岩田 知明 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (50358397) ; 穴井 陽祐 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (60470051)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 材料・構造力学 / 疲労強度改善効果 / 超音波ピーニング / 板厚効果 / 応力比

Outline of Annual Research Achievements

船体構造の主要3継手の1つである荷重非伝達型十字継手（付加物の板厚は主板厚と同じで、付加物の長さは主板厚の2倍）を対象に、溶接まま材（板厚10mmと22mm）、棒状グラインダ処理材（板厚10mm）ならびに超音波ピーニング処理材（板厚10mm）を供試材として、応力比－0.3両振り応力条件下において疲労試験を実施した。溶接まま材（板厚10mmと22mm）と棒状グラインダ処理材（板厚10mm）については、S－Nデータを取得し、200万回疲労強度を特定した。超音波ピーニング処理材（板厚10mm）については、スパッタ部分からの疲労破断や試験システムの不具合により試験を中断し、S－Nデータを取得できておらず、平成30年度、再試験する予定である。また、疲労試験に先立ち、歯科印象材を用いて各供試材の止端半径を計測し、応力集中係数を算出した。
板厚50mmの溶接まま材と超音波ピーニング処理材を対象に、塑性変形の影響を考慮した深穴穿孔法（MDHD法）による残留応力測定を実施し、板厚内（1mmピッチ）の残留応力σx、σy、τxyを把握した。また、板厚10mm、22mm、40mmならびに50mmの溶接まま材と超音波ピーニング処理材を対象に、穿孔法（DHD法）による残留応力測定を実施し、表面から1mmまでの板厚内の残留応力σx、σy、τxyを把握した。なお、棒状グライダ処理材については、平成30年度、既存のX線応力測定装置で表面の残留応力を測定する予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

超音波ピーニング処理材については、スパッタ部分からの破断や試験システムの不具合により試験を中断し、S－Nデータを取得できておらず、平成30年度、再試験する予定である。

Strategy for Future Research Activity

超音波ピーニング処理材の疲労試験の再試験は、試験片を速やかに製作し、実施する。その他に関しては、ほぼ計画通り研究を進める予定である。