2014 Fiscal Year Research-status Report
X線回折を用いた３次元溶接残留応力分布の非破壊的な評価
| Project/Area Number |
26820005
|
|---|
| Research Institution | Yokohama National University |
|---|
Principal Investigator |
小川 雅 横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90635236)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 残留応力 / 逆問題 / 溶接 / 固有ひずみ / X線回折 / 有限要素法 / ３次元 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では,現場でも適用可能なX線回折を用いることにより，き裂の進展予測に必要な部材全域の溶接残留応力分布を評価する本提案手法について，実際の溶接平板に対して適用し，３次元溶接残留応力を非破壊的に評価することを目的とし，今年度は以下の内容を行った．
１．突合せ溶接平板を対象に，X線回折による部材表面の計測ひずみを用いて，比較的精度よく溶接残留応力分布を評価することのできるX線ひずみ測定位置と逆問題解析方法とを明らかにした．特に，比較的残留応力の値の大きい溶接線近傍を測定することが重要であることを明らかにした．また，固有ひずみの厚さ方向分布を考慮することも，推定精度の向上に寄与することもわかった．
２．実際のフェライト系鋼材の溶接平板を入手し，X線回折により部材表面の残留応力分布を測定した．そして，本手法によりX線回折によるひずみの計測情報を用いて部材全域の３次元残留応力分布を推定した．部材裏面において，本手法による残留応力の推定値とX線回折により直接実測した値とを比較したところ，固有ひずみの厚さ方向分布を考慮しない場合には，比較的良好な推定精度を得ることができないことを確認した．
そこで，次年度には推定の際に固有ひずみの厚さ方向分布だけでなく，溶接線方向分布も考慮することにより推定精度の向上を図る．さらに，溶接余盛を除去した後の加工面もX線回折によりひずみを計測し，比較的溶接線に近いところの計測情報も用いて残留応力の推定を行う．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本手法により比較的精度よく溶接残留応力分布を評価することのできる測定条件や逆問題解析方法を明らかにすることができた．また，実際の溶接部材に対してもX線回折による残留応力の測定を実施することができた．実際の溶接部材に対する実測値を用いた，本手法による溶接残留応力の推定についてはまだ進行中であり，現在のところ良好な推定精度を得るまでには至っていない．
|
| Strategy for Future Research Activity |
本手法により，実際の溶接部材に対して残留応力分布を推定し，X線回折により直接実測した値とを比較したところ，十分な推定精度が得られていないことがわかった．そのため，推定の際に固有ひずみの厚さ方向分布だけでなく溶接線方向分布も考慮し，さらに溶接余盛を除去した後の加工面もX線回折によるひずみ計測を行い，比較的溶接線に近いところの測定情報も用いることにより，推定精度の向上を図る．
十分な推定精度が得られた場合には，700℃級先進超々臨界圧の火力発電において適用が期待されている，耐熱性に優れたNi基合金とフェライト鋼との異材溶接接合材を対象として，本手法により比較的精度よく溶接残留応力分布の評価が可能な解析条件を明らかにする．そして，本手法により３次元溶接残留応力分布を評価するためのX線残留ひずみ測定を行う．
|
| Causes of Carryover |
平成26年度に異種金属材料の溶接接合を行う予定であったが，当該年度内に業者からの見積りが届かなかったため．
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度に，平成26年度に行う予定であった異種金属材料の溶接接合を行い，平成27年度の予算で研究計画に予定していた用途に使用する．
|
