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大型プラントの寿命延伸のための溶接残留応力の解析援用非破壊評価手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 11305012
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関東京工業大学

研究代表者

小林 英男  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (00016487)

研究分担者 中村 春夫  東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (40134829)
島村 佳伸  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (80272673)
轟 章  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (50211397)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
23,550千円 (直接経費: 22,500千円、間接経費: 1,050千円)
2001年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2000年度: 11,400千円 (直接経費: 11,400千円)
1999年度: 7,600千円 (直接経費: 7,600千円)
キーワードビードフラッシュ法 / 固有ひずみ / 溶接残留応力 / 余盛り / 逆問題解析 / 寿命延伸 / 適切化法 / 残留応力 / 溶接 / 非破壊評価
研究概要

溶接構造物には,溶接線近傍に沿って固有ひずみ(熱ひずみ,塑性ひずみ,変態ひずみなど)が残留し,これが溶接残留応力の生成の原因となる.申請者は,溶接部の余盛りを除去する際の,弾性解放ひずみを逆問題解析することにより,固有ひずみを推定し,この固有ひずみから溶接残留応力を推定する解析援用非破壊評価手法を提案し,その有効性を確認した.本研究で得られた結論を以下に示す.
(1)手法の定式化:薄板溶接平板を対象として定式化を行い、逆問題解析過程において適切化処理を行うことにより,所定の精度が得られること,線形計画法を用いることにより,ひずみゲージの添付位置が最適化できることを示した.
(2)溶接平板による実証:薄板溶接平板について実験を行い,3種類の方法(X線法,穴あけ法,切断法)により残留応力を実測し,その結果を「ビードフラッシュ法」の結果と比較した.その結果,「ビードフラッシュ法」の推定結果は,板厚に対して対称なX開先については,推定精度が良好なのに対して,非対称のV開先の場合には推定精度が悪く,固有ひずみ分布の仮定に改善が必要なことが明らかとなった.
(3)3次元平板への拡張:上記問題点の克服のため,手法の3次元問題への拡張を行った.
(4)配管への拡張:平板問題を薄肉配管問題に拡張するための基礎定式化を行った.

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (20件)

  • [文献書誌] 熊谷克彦: "余盛り除去法による3次元溶接残留応力の非破壊評価(推定精度向上に関する実験的検討)"日本機械学会平成11年度材料力学部門講演会論文集. 99-16. 107-108 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 熊谷克彦: "余盛り除去法による溶接残留応力の非破壊評価"溶接構造シンポジウム'99講演論文集. 271-274 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 中村 春夫: "ビードフラッシュ法の溶接配管への適用に関する基礎研究"日本機械学会2001年度年次大会講演論文集. 01-1(I). 403-404 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 中村 春夫: "ビードフラッシュ法の溶接配管への適用(基礎的定式化と有効性評価)"日本機械学会第14回計算力学講演会講演論文集. 01-10. 213-214 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Haruo Nakamura: "Application of The Bead Flush Method to Weldments to Evaluate Residual Stresses Nondestructively-Its Concept and Applicability-"The First Taiwan-Japan Workshop on Mechanical and Aerospace Engineering. 1. 249-263 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katsuhiko KUMAGAI, Haruo NAKAMURA, Hideo KOBAYASHI: "Non-destructive Evaluation of 3-Dimensional Welding Residual Stresses by Removing Reinforcement of Weld"Pre-print of JSME Meeting in 1999. No. 99-16. 107-108 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katsuhiko KUMAGAI, Haruo NAKAMURA, Hideo KOBAYASHI: "Non-destructive Evaluation Method of Welding Residual Stresses by Removing Reinforcement of Weld"Pre-print of Symposium on Welded Structures, The Japan Welding Society. 271-274 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Haruo NAKAMURA, Mio YAMAMOTO, Hideo KOBAYASHI: "Basic Research on Application of the Bead Flush Method to Welded Pipes"Pre-print of JSME Meeting in 2001. No.01-1 Vol.(I). 403-404 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Haruo NAKAMURA, Mio YAMAMOTO, Hideo KOBAYASHI: "On Application of the Bead Flush Method to Welded Pipes (On Basic Formulation and Its Utility)"Pre-print of JSME Meeting in 2001. No.01-10. 213-214 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Haruo NAKAMURA, Hyoungno LEE, Mio YAMAMOTO: "Application of The Bead Flush Method to Weldments to Evaluate Residual Stresses Nondestructively Its Concept and Applicability"The First Taiwan-Japan Workshop on Mechanical and Aerospace Engineering. Vol.1. 249-263 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Haruo Nakamura: "Application of the Bead Flash Method to Weldments to Evaluate Residual Stresses Nondestructively"Prcc.1st Tiwan-Japan Workshop on Mechanical and Aerospace Engineering. 1. 249-263 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 中村春夫: "ビードフラッシュ法の溶接配管への適用(基礎的定式化と有効性)"日本機械学会第14回計算力学講演会講演論文集. 01・10. 213-214 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 中村春夫: "ビードフラッシュ法の溶接配管への適用に関する基礎研究"日本機械学会2001年度年次大会講演論文集. 1. 403-404 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kumagai Katsuhiko: "Computer Aided Nondestructive Evaluation Method of Welding Residual Stresses by Removing Reinforcement of Weld"ASTM STP. 1389. 128-142 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Lee Hyoungno: "Thermo-Elasto-Plastic Analysis of Welding Eigenstrain and Its Application to the Bead-Flush Method"Proc.of the 25th Symposium on Fatigue. 83-86 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Haruo Nakamura: "Development of the Read-Flush Method to Evaluate Welding Residual Stresses Non-destructively"Meso Mechanical Aspects of Material Behavior. 212-222 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 熊谷克彦: "余盛り除去法による3次元溶接残留応力の非破壊評価(突合わせ溶接平板による実験的検証)"日本機械学会1999年度次大会講演論文集. I. 189-190 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 熊谷克彦: "余盛り除去法による溶接残留応力の解析援用非破壊評価(適切化法の導入とひずみ変化測定位置の最適化)"日本機械学会論文集. A65・634. 1397-1404 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 熊谷克彦: "余盛り除去法による3次元溶接残留応力の非破壊評価(推定精度向上に関する実験的検討)"日本機械学会材料力学部講演会講演論文集. NO.99-16. 107-108 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 熊谷克彦: "余盛り除去法による溶接残留応力の非破壊評価"日本溶接学会溶接構造シンポジウム'99講演論文集. 271-274 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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