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鋼橋溶接継手の要求品質と超音波探傷検査を用いた品質管理

研究課題

研究課題/領域番号 11305034
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 構造工学・地震工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

三木 千寿 (三木 千壽)  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (20016645)

研究分担者 廣瀬 壮一  東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (00156712)
森 猛  法政大学, 工学部, 教授 (10157860)
市川 篤司  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (20302953)
村田 清満  鉄道総合技術研究所, 技術開発事業本部, 主幹技師
西川 和広  国土交通省, 国土技術政策総合研究所, 評価研究官
西川 和弘  国土交通省, 国土技術政策総合研究所, 評価研究官
大即 伸明  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (40211106)
白旗 弘実 (白旗 弘美)  武蔵工業大学, 工学部, 講師 (40298013)
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
32,540千円 (直接経費: 31,400千円、間接経費: 1,140千円)
2001年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2000年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
1999年度: 23,800千円 (直接経費: 23,800千円)
キーワード溶接継手 / 溶接欠陥 / 許容欠陥寸法 / 疲労特性 / 破壊力学 / 超音波探傷試験 / 音響異方性 / 自動超音波探傷試験 / 疲労き裂 / 不溶着部 / 10連探触子 / 疲労強度 / 板厚依存性 / 鋼材強度依存性 / 超音波探傷検査 / 自動超音波 / 超音波探傷
研究概要

本研究では,以下のような検討を行った。
(1)突合せ溶接継手部にブローホール、溶接割れといった代表的な溶接欠陥を導入した試験体を用いた疲労試験により、各種欠陥の疲労感受性について検討を行った結果,欠陥の種類に疲労感受性が大きく影響を受けること等が明らかとなった。
(2)疲労試験結果及び破壊力学的なアプローチを用いて疲労に対する溶接継手部の許容欠陥寸法として,各種欠陥の感受性および非破壊検査技術の現状から、一つの溶接欠陥長さ(t/6:t板厚)を設定した。
(3)設定した許容欠陥寸法を確実に検出する非破壊検査手法として、自動超音波探傷検査を取上げ,現存する探傷システムを用いたベンチマーク試験を行った.その結果,鋼板の板厚が40mm程度ほどあれば,多くの探傷システムで高いきず検出率が示される一方,板厚100mmとなると,全てのきずを検出できるシステムがないこと等が明らかとなった.
(4)超音波非破壊検査に対する鋼材の板厚方向の音響異方性の影響について検討し,それが超音波探傷欠陥位置の検出精度に影響を与える可能性があることを示した.
(5)超音波探傷試験のひとつである板波探傷法における最適な条件設定に必要とされる,欠陥との相互作用を含めた板波の散乱状況を明らかにする数値解析手法を提案した.
(6)超音波非破壊検査の高精度定量化を目的として提案した,10連探触子によって得た情報を高速で処理・画像化できるソフトを開発し,その有効性を確認した。特に走査の必要がないという10連探触子の特徴を活かし,疲労き裂が開閉口する特性をエコー高さの変化としてとらえることにより,不溶着部と識別可能であることを示した.
(7)鋼橋溶接継手部の重要な品質のひとつである靭性に着目し,地震等で塑性ひずみを受けた場合,靭性が劣化するが,その劣化の程度は塑性変形の方向や,切欠きの方向等によらないこと等を素材に対するシャルピー試験により明らかにした.

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

    (17件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (17件)

  • [文献書誌] Shirahata Hiromi, Miki Chitoshi: "Ultrasonic Testing of Steel Plate Considering Distribution of Acoustical Anisotropy in the Thickness Direction"Review of Progress in Quantitative NonDestructive Evaluation. 20. 1533-1540 (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] Narongsak Rattanasuwannachart, Hiromi Shirahata, Chitoshi Miki: "Effects of acoustical anisotropy of steel plates on ultrasonic testing"EASEC-8, The eighth east asia-pacific conference on structural engineering & construction. (CD-ROM). (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] 三木千壽ほか: "タンデムアレイ探触子による突き合わせ溶接継手の超音波非破壊検査特性"土木学会論文集. No.654/I-52. 131-142 (2000)

    • 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] Chitoshi Miki et al.: "Fatigue performance of butt-welded joints containing various embedded defects"土木学会論文集. No.668/I-54. 13s-25s (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] 三木千壽ほか: "突合溶接部表面近傍に位置する面状欠陥検出のための超音波探傷斜角法"土木学会論文集. No.619/I-47. 279-291 (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] Shirahata Hiromi, Miki Chitoshi: "Ultrasonic Testing of Steel Plate Considering Distribution'of Acoustical Anisotropy in the Thickness Direction"Review of Progress in Quantitative Non-Destructive Evaluation. 20. 1533-1540 (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] Narongsak Rattanasuwannachart, Hiromi Shirahata, Chitoshi Miki: "Effects of acoustical anisotropy of steel plates on ultrasonic testing"EASEC-8, The eighth east asia-pacific conference on structural engineering & construct ion. CDROM. (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] Chitoshi Miki et al: "Non-Destructive evaluation of butt welded joints by tandem array trasnducer"Structural Eng. JSCE. No. 654/I-52. 131-142 (2000)

    • 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] Chitoshi Miki et al: "Fatigue performance of butt-welde joints containing various embedded defects"Structural Eng./Earthquake Eng., JSCE. vol. 18, No. 1. 13s-25s (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] Chitoshi Miki et al: "Development of angle beam technique of UT for planar defect located near surface in butt welded joints"Structural Eng./Earthquake Eng., JSCE. No. 619/I-47. 279-291 (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] 白旗 弘実, 三木 千壽: "鋼板板厚方向の弾性波速分布に関する基礎的検討"第50回理論応用力学講演会. 267-268 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 白旗 弘実, 三木 千壽: "音響異方性を有する厚板鋼板の超音波探傷試験に対する位置推定精度"第51回理論応用力学講演会. 137-138 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Shirahata Hiromi, Miki Chitoshi: "Ultrasonic Testing of Steel Plate Considering Distribution of Acoustical Anisotropy in the Thickness Direction"Review of Progress in Quantitative NonDestructive Evaluation. 20. 1533-1540 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Narongsak Rattanasuwannachart, Hiromi Shirahata, Chitoshi Miki: "Effects of acoustical anisotropy of steel plates on ultrasonic testing"EASEC-8, The eighth east asia-pacific conference on structural engineering & construction. (CDROM). (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Narongsak Rattanasuwannachart, Hiromi Shirahata, Sohichi Hirose, Chitoshi Miki: "Effects of acoustical anisotropy of steel plates on ultrasonic testing"第51回理論応用力学講演会. 139-140 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Chitoshi MIKI, et.al.: "Fatigue Performance of Butt-Welded Joints Containing Various Embedded Defects"土木学会論文集. 668/I-54. 13-25 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 三木千寿,白旗弘実 他: "タイデムアレイ探触子による突き合わせ溶接継手の超音波非破壊検査特性"土木学会論文集. 654/I-52. 131-142 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 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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