船体建造のデジタルツインを利用した熱加工プロセスの4次元可視化と割れ防止策の確立

• 研究課題/領域番号: 24K01100
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分24020:船舶海洋工学関連
• 研究機関: 大阪公立大学
• 研究代表者: 柴原 正和 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (20350754)
• 研究分担者: 才田 一幸 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (30178470) ; 前田 新太郎 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 客員研究員 (30975339) ; 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 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (80734003)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2026年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2025年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円); 2024年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
• キーワード: デジタルツイン / 高温割れ / レーザ・アークハイ ブリッド溶接 / 4次元可視化 / サロゲートモデル

研究開始時の研究の概要

本研究では、物理現象(破壊・座屈・変形・割れ)を解明するために、構造物の建造工程のデジタルツインモデルである船舶建造デジタルツインを開発する。本デジタルツイン技術は、データ駆動型CAEと機械学習型CAEの2つのシステムから構成される。本システムをレーザ・アークハイブリッド溶接を施工した際に発生する高温割れの発生・進展問題に適用する。データ駆動型CAEでは、実験的に得られた少数の測定結果を基に、レーザ・アークハイブリッド溶接時の温度場、ひずみ場、応力場はもとより、割れ発生領域の時刻歴等のレーザ・アークハイブリッド溶接特有の現象に至るまで4次元可視化可能なデジタルツイン技術を構築する。