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局所熱処理による鋼構造部材の残留応力場の制御と耐荷・耐疲労性能の向上技術

研究課題

研究課題/領域番号 16H06098
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 構造工学・地震工学・維持管理工学
研究機関大阪大学 (2018)
名古屋大学 (2016-2017)

研究代表者

廣畑 幹人  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (50565140)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2016年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワード鋼構造 / 溶接 / 残留応力 / 熱処理 / 構造工学 / 疲労 / 耐荷力
研究成果の概要

高周波誘導加熱やセラミックヒーターなどの簡易な熱源を用いた現場で実施できる熱処理により,鋼構造部材の耐荷性能,耐疲労性能に悪影響を及ぼす溶接残留応力を,部材の各種性能にとって有利となるような応力分布に転換させる方法を提案した.各種熱源を用いた熱処理による最適加熱条件を特定するための実験と,熱弾塑性解析によるシミュレーションを実施した.さらに,熱処理による耐荷性能,耐疲労性能の向上効果を確認するための載荷実験および疲労実験を実施した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

セラミックヒーターを用いた熱処理により,圧縮力を受ける部材の残留応力を除去する技術を提案し,残留応力の除去により耐荷性能が向上する効果を確認した.また,この熱処理過程をシミュレーションする方法を構築し,実構造部材に対して熱処理条件を探索するためのツールとして提示した.また,高周波誘導加熱装置を用いた熱処理により,繰り返し荷重を受ける部材の耐疲労性能を向上する熱処理方法を提示した.鋼橋において疲労損傷の多いカバープレート構造および面外ガセット構造に対し,残留応力の除去により耐疲労性が向上する効果を確認した.これらの結果は鋼橋部材の機能向上ならびに維持管理に資する有意義な技術を提供するものである.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Numerical Study on Post-weld Heat Treatment of Non-stiffened Welded Box Section Member2019

    • 著者名/発表者名
      May Phyo Aung, Mikihito Hirohata
    • 雑誌名

      International Journal of Steel Structures

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 1521-1533

    • DOI

      10.1007/s13296-019-00230-6

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristics of Residual Stresses Generated by Induction Heating on Steel Plates2018

    • 著者名/発表者名
      May Phyo Aung, Masaaki Nakamura, Mikihito Hirohata
    • 雑誌名

      Metals

      巻: 8-25 ページ: 1-14

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of PWHT with Sheet-type Ceramic Heater on Compressive Behaviors of Non-stiffened Welded Steel Box Columns2018

    • 著者名/発表者名
      May Phyo Aung, Hirohata Mikihito
    • 雑誌名

      World Journal of Engineering and Technology

      巻: 6 ページ: 50-67

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Improvement of Residual Stress on Gusset Welded Joints by Heat Treatment with Induction Heating2018

    • 著者名/発表者名
      AUNG May-Phyo, HIROHATA Mikihito and KITANE Yasuo
    • 学会等名
      Ninth International Conference on Advances in Steel Structures
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Applicability of Sheet-type Ceramic Heater for PWHT on Welded Steel Structural Members2017

    • 著者名/発表者名
      MAY Phyo Aung, HIROHATA Mikihito
    • 学会等名
      溶接構造シンポジウム2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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