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GPGPUコンピューティングを活用した大規模構造物の高精度溶接変形予測法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25420873
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 船舶海洋工学
研究機関大阪府立大学

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)

研究分担者 伊藤 真介  大阪府立大学, 大学院工学研究科, 客員准教授 (50535052)
村川 英一  大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (60166270)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードGPGPU / 溶接変形 / 大規模解析 / 高速解析 / 熱弾塑性解析 / 船体構造 / 理想化陽解法FEM / ルートギャップ / 船体ブロック
研究成果の概要

本申請研究では,理想化陽解法FEMに新たにGPGPUを導入し、なおかつ超並列処理を施した大規模・高速化解析システムを開発した。本システムは、実溶接施工における仮付け,ルートギャップ,目違い,部材間の寄せ作業等の組立工程におけるあらゆる因子の影響についても検討することができる。
本システムの開発により,船舶建造時の溶接組立工程における溶接部個々の変形からブロック構造全体の変形に至るまで,作業工程ごとに発生する溶接変形を予測することが可能になった。本システムは、船舶分野における溶接変形のみならず、各種構造体の溶接変形・残留応力予測についても適用することができ、今後の発展性に期待が持てる手法である。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 理想化陽解法FEMによる円筒多層溶接継手の3次元移動熱源残留応力解析2015

    • 著者名/発表者名
      生島 一樹, 伊藤 真介, 西川 聡, 柴原 正和
    • 雑誌名

      溶接学会論文集

      巻: Vol.33, No.1 号: 1 ページ: 69-81

    • DOI

      10.2207/qjjws.33.69

    • NAID

      130005062554

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Idealized Explicit FEM Using GPU Parallelization and Its Application to Large-scale Analysis of Residual Stress of Multi-pass Welded Pipe Joint2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ikushima, S. Itoh, M. Shibahara
    • 雑誌名

      Welding in the World

      巻: Vol.59, No.4 号: 4 ページ: 589-595

    • DOI

      10.1007/s40194-015-0235-2

    • NAID

      120006936286

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of 3D Coupling Analysis Method for Spot Welding by Idealized Explicit FEM2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ikushima, R. Natsume, M. Shibahara
    • 雑誌名

      溶接学会論文集

      巻: 33 号: 2 ページ: 88s-92s

    • DOI

      10.2207/qjjws.33.88s

    • NAID

      130005098233

    • ISSN
      0288-4771, 2434-8252
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on Welding Distortion of Stiffened Thin-Plate Structures Using Idealized Explicit FEM2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ikushima, M. Shibahara
    • 雑誌名

      溶接学会論文集

      巻: 33 号: 2 ページ: 175s-179s

    • DOI

      10.2207/qjjws.33.175s

    • NAID

      130005098206

    • ISSN
      0288-4771, 2434-8252
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on Solidification Cracking Under High-speed Narrow Gap Welding with Tandem Torches2015

    • 著者名/発表者名
      T. Harada, K. Ikushima, M. Shibahara, F. Kimura, T. Morimoto
    • 雑誌名

      溶接学会論文集

      巻: 33 号: 2 ページ: 190s-194s

    • DOI

      10.2207/qjjws.33.190s

    • NAID

      130005098236

    • ISSN
      0288-4771, 2434-8252
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large-scale Non-linear Analysis of Residual Stresses in Multi-pass Pipe Welds by Idealized Explicit FEM2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ikushima, M. Shibahara
    • 雑誌名

      Welding in the World

      巻: Vol.59, No.6 号: 6 ページ: 839-850

    • DOI

      10.1007/s40194-015-0263-y

    • NAID

      120006936287

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 反復サブストラクチャー法を導入した理想化陽解FEMによる大規模溶接変形残留応力解析2015

    • 著者名/発表者名
      生島一樹、西川聡、柴原正和
    • 雑誌名

      溶接学会論文集

      巻: 1 ページ: 223-234

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Idealized Explicit FEM Using GPU Parallelization and Its Application to Large-scale Analysis of Residual Stress of Welded Multilayer Pipes2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuki IKUSHIMA, Shinsuke ITOH, Masakazu SHIBAHARA,
    • 雑誌名

      Welding in the World

      巻: 1 ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 理想化陽解法FEMによる円筒多層溶接継手の3次元移動熱源残留応力解析2015

    • 著者名/発表者名
      生島一樹、柴原正和、西川聡、伊藤真介
    • 雑誌名

      溶接学会論文集

      巻: 1 ページ: 69-81

    • NAID

      130005062554

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prediction of Residual Stresses in Multi-pass Welded Joint using Idealized Explicit FEM accelerater by a GPU2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Ikushima, Masakazu Shibahara
    • 雑誌名

      Computational Material Science

      巻: 93 ページ: 62-67

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heat Conduction Analysis of Welding Using Idealized Explicit FEM2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Ikushima, Takumi Shigemasa, Shinsuke Itoh, Masakazu Shibahara
    • 雑誌名

      溶接学会論文集

      巻: 31

    • NAID

      130004445753

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Analysis of Welding Deformation for Large-Scale Structure2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Ikushima, Shinsuke Itoh, Masakazu Shibahara
    • 雑誌名

      溶接学会論文集

      巻: 41

    • NAID

      130004445749

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of High-speed Analytical Method for Welding Mechanics Using Idealized Explicit FEM Accelerated by a GPU2013

    • 著者名/発表者名
      K. Ikushima, A. Kawahara, M. Shibahara
    • 雑誌名

      International Joint Symposium on Joining and Welding 2013

      巻: 1 ページ: 523-530

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Study on Residual Stress in Multi-pass Welded Joint of Pipes Using Idealized Explicit FEM2013

    • 著者名/発表者名
      K. Ikushima, A. Takeuchi, T. Okada, S. Itoh, S. Nshikawa, M. Shibahara
    • 雑誌名

      International Joint Symposium on Joining and Welding 2013

      巻: 1 ページ: 537-545

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Three Dimensional Measurement System for Welding Deformation Using Digital Camera2013

    • 著者名/発表者名
      M. Shibahara, M. Hamada, K. Ikushima, S. Itoh
    • 雑誌名

      International Joint Symposium on Joining and Welding 2013

      巻: 1 ページ: 531-536

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチグリッド法を導入した理想化陽解法FEMによる大規模薄板構造物の溶接変形解析2015

    • 著者名/発表者名
      生島一樹、柴原正和
    • 学会等名
      溶接構造シンポジウム2014
    • 発表場所
      大阪大学 銀杏会館(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2015-12-04
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 鋼橋多層盛溶接継手における溶接変形解析2015

    • 著者名/発表者名
      鷹羽新二、柴原正和, 望月正人
    • 学会等名
      溶接構造シンポジウム2014
    • 発表場所
      大阪大学 銀杏会館(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2015-12-04
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on Welding Distortion of Stiffened Thin Plate Structure Using Idealized Explicit FEM2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuki IKUSHIMA, Masakazu SHIBAHARA
    • 学会等名
      Visual JW 2014
    • 発表場所
      Hotel Hankyu Expo Park, Osaka, Suita
    • 年月日
      2015-11-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Three-dimensional Coupling FE Analysis of Resistance Spot Welding2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ikushima, T. Yano, R. Natsume, M. Shibahara
    • 学会等名
      11th International Seminar Numerical Analysis of Weldability
    • 発表場所
      Graz University of Technology, Graz, Austria
    • 年月日
      2015-09-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of Welding Deformation on Construction of Large Thin-plate Structure by Idealized Explicit FEM Using Multigrid Method2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ikushima, T. Harada, M. Shibahara
    • 学会等名
      11th International Seminar Numerical Analysis of Weldability
    • 発表場所
      Graz University of Technology, Graz, Austria
    • 年月日
      2015-09-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Large-scale Residual Stress Analysis of Multi-pass Welded Pipe Joint Using Idealized Explicit FEM Accelerated by a GPU2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ikushima, M. Shibahara
    • 学会等名
      11th International Seminar Numerical Analysis of Weldability
    • 発表場所
      Graz University of Technology, Graz, Austria
    • 年月日
      2015-09-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 溶接高温割れ解析モデルの構築とその応用2015

    • 著者名/発表者名
      柴原 正和, 原田 貴明, 生島 一樹
    • 学会等名
      溶接学会平成27年度秋季全国大会
    • 発表場所
      北海道科学大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-09-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 大型円筒構造物における溶接変形低減のための製作方法の検討2015

    • 著者名/発表者名
      山田 順也, 山里 久仁彦, 中谷 光良, 河原 充, 南野 寿造, 生島 一樹, 柴原 正和
    • 学会等名
      溶接学会平成27年度秋季全国大会
    • 発表場所
      北海道科学大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-09-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 理想化陽解法FEMを用いた片側スポット溶接の3次元連成解析2015

    • 著者名/発表者名
      夏目 糧平, 矢野 貴明, 生島 一樹, 柴原 正和, 千葉 晃司
    • 学会等名
      溶接学会平成27年度秋季全国大会
    • 発表場所
      北海道科学大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-09-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 統合的設計管理手法(TDM)を用いた開先形状の最適化に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      斎藤 俊明, 生島 一樹, 河原 充, 柴原 正和, 高倉 大典:
    • 学会等名
      溶接学会平成27年度秋季全国大会
    • 発表場所
      北海道科学大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-09-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 理想化陽解法FEMを用いた多重パイプ継手の残留応力解析2015

    • 著者名/発表者名
      生島 一樹, 北村 徳識, 河原 充, 南野 寿造, 柴原 正和, 湯藤 尚人, 永井 昭弘, 谷 和彦, 辻 丈彰, 山田 順也, 中谷 光良
    • 学会等名
      溶接学会平成27年度秋季全国大会
    • 発表場所
      北海道科学大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-09-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ルートギャップおよび仮付けを考慮した初層溶接時における溶接変形の解析2015

    • 著者名/発表者名
      岩田 昂士, 生島 一樹, 柴原 正和
    • 学会等名
      溶接学会平成27年度秋季全国大会
    • 発表場所
      北海道科学大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-09-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Enhanced large-scale analysis method and its application to multi-axial pipe weld2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ikushima, T. Minamino, A. Kawahara, M. Shibahara, H. Yuto, A. Nagai, K. Tani, T. Tsuji, J. Yamada, M. Nakatani
    • 学会等名
      The 68th Annual Assembly of the International Institute of Welding
    • 発表場所
      Crowne Plaza Helsinki, Helsinki, Finland
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Large-Scale Welding Deformation Analysis of Ship Structure by Idealized Explicit FEM2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ikushima, K. Kaigaishi, M. Shibahara
    • 学会等名
      25th Annual International Ocean and Polar Engineering Conference
    • 発表場所
      Hilton Waikoloa Village, Kona, Hawaii
    • 年月日
      2015-06-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on Solidification Cracking Under High-speed Narrow Gap Welding with Tandem Torches2015

    • 著者名/発表者名
      M. Shibahara, K. Ikushima, T. Harada, F. Kimura, T. Morimoto
    • 学会等名
      25th Annual International Ocean and Polar Engineering Conference
    • 発表場所
      Hilton Waikoloa Village, Kona, Hawaii
    • 年月日
      2015-06-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ショットピーニングによる残留応力緩和挙動のFEM解析2015

    • 著者名/発表者名
      北村 徳識, 岡田 崇志, 生島 一樹, 柴原 正和, 西川 聡, 秋田 貢一
    • 学会等名
      溶接学会平成27年度春季全国大会
    • 発表場所
      学術総合センター(東京都千代田区)
    • 年月日
      2015-04-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 簡易力学モデルを用いた多層溶接時における溶接変形に関する検討2014

    • 著者名/発表者名
      田原暢人、生島一樹、柴原正和、小川直輝、上谷佳祐
    • 学会等名
      溶接学会春季全国大会講演概要
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 大型薄板構造物の溶接変形の効率的解析に向けた理想化陽解法FEMの拡張2014

    • 著者名/発表者名
      生島一樹、柴原正和
    • 学会等名
      溶接学会春季全国大会講演概要
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 理想化陽解法による角形鋼管と厚板十字多層溶接部の残留応力解析2014

    • 著者名/発表者名
      石原健一、中本久志、竹内啓洋、柴原正和
    • 学会等名
      溶接学会春季全国大会講演概要
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 重合メッシュを用いた理想化陽解法FEMによる溶接変形・残留応力解析2013

    • 著者名/発表者名
      生島一樹,八木利起,伊藤真介,柴原正和
    • 学会等名
      溶接学会秋季全国大会講演概要
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 突合せ溶接時における溶接変形に及ぼす仮付け等の諸因子の影響に関する検討2013

    • 著者名/発表者名
      濱田雅規,今智史,生島一樹,河原充,柴原正和
    • 学会等名
      溶接学会秋季全国大会講演概要
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 理想化陽解法FEMを用いた大規模溶接力学解析

    • 著者名/発表者名
      生島一樹,柴原正和
    • 学会等名
      溶接学会第201回溶接構造研究委員会
    • 発表場所
      君津
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] 多電極片面サブマージアーク溶接法2014

    • 発明者名
      柴原正和、生島一樹、幸村正晴、杉山大輔、佐々木誉史
    • 権利者名
      柴原正和、生島一樹、幸村正晴、杉山大輔、佐々木誉史
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-03-27
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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