繰返し荷重下での残留応力の緩和と疲労強度との相関

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06651084
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 冨田 康光 大阪大学, 工学部, 教授 (30029251)
• 研究分担者: 大沢 直樹 大阪大学, 工学部, 助手 (90252585) ; 橋本 聖史 大阪大学, 工学部, 助手 (50183554) ; 船木 俊彦 大阪大学, 工学部, 教授 (90029174)
• キーワード: 溶接残留応力 / 繰返し荷重 / 応力-歪関係 / 角まわし溶接継手 / 残留応力緩和

研究概要

鋼材の溶接残留応力の緩和のシミュレーションに用いるために、多結晶体の応力-歪構成式を均一滑りモデルを用いて理論的考察により作成すると共に実験データにより応力-歪関係の定式化を行った。
得られた応力-歪関係を用いて、角まわし溶接構造部をモデル化した試験体について溶接直後の残留応力分布を熱弾塑性解析によるシミュレーション並びに実験により求めた。残留応力は溶接止端部で最大値となり、その大きさは、ほぼ降伏応力に等しいことが実験並びにシミュレーションにより得られた。
溶接による残留応力が存在する試験体について荷重負荷前後の残留応力分布を弾塑性解析によるシミュレーション並びに実験により求めた。残留応力は荷重の負荷により緩和し、その緩和量は負荷荷重が大きくなるに従い大きくなり、負荷荷重と残留応力の緩和量の間には直線関係が見られることを明らかにした。
シミュレーションによる残留応力の予測値の精度向上のためには、シミュレーションに際し適切な応力-歪関係を用いることが不可欠である。