| 研究課題/領域番号 |
19H02366
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分24020:船舶海洋工学関連
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
柴原 正和 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20350754)
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| 研究分担者 |
才田 一幸 大阪大学, 工学研究科, 教授 (30178470)
村川 英一 大阪大学, 接合科学研究所, 招へい教授 (60166270)
生島 一樹 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80734003)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2019年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
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| キーワード | 溶接高温割れ / 片面サブマージアーク溶接 / 理想化陽解法FEM / AI / 割れ防止技術 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
造船業における生産性を画期的に向上させる溶接法として、片面サブマージアーク溶接がある。この溶接法は、3～4電極を用いて大電流で溶接する手法であり、20 m以上の船体外板を1パスで高速に接合することができる生産性の高い造船コア技術の一つである。しかしながら、この溶接法を用いて溶接すると、高頻度に端部割れが発生する。この割れ問題は、この溶接法の開発以来50年以上も解決されず、現在でもなお続いている。本研究は、この多電極片面サブマージ溶接時における端部割れ問題に対し終止符を打ち、生産性を飛躍的に向上させる。さらに、開発手法とAIとを組み合わせることにより、端部割れ防止条件算定システムを確立する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、まず、高温割れ解析法の高度化と高速化を目的に、結晶成長方向を考慮した冶金・力学融合型高温割れ解析法の開発を行い、凝固偏析を考慮した高精度高温割れ解析手法の構築を行った。
次に、AI(人工知能)を用いた割れ防止技術の確立するとともに、限界ひずみの定量的評価のための新しい実験方法の提案を行った。
さらに、提案手法を、実機片面サブマージアーク溶接時における端部割れを対象として、実大高温割れ解析を実施し、割れ防止法についても提案した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、割れに対する影響が顕著に見られる凝固成長方向および凝固偏析など、これまで学術的には冶金学的問題として検討されてきた影響因子を、有限要素法を用いた高温ひずみ解析(力学解析)に対し導入した。
この解析手法は、世界的に見ても類例を見ない手法であり、本研究の成果として、世界初の冶金学・力学融合型高温割れ解析法が完成された。
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