| 研究概要 |
本研究は,溶接部熱影響部(HAZ)での高温割れ発生現象を,力学的見地から定量的に解明・把握しようとするものである。特に,本検討に必要不可欠な高温度域かつ高非線形場である溶接部の3次元解析モデル・手法の提案・検討を主な目的・目標としている。本年度研究成果の概略を以下に示す。
<1.レーザ溶接部の3次元熱弾塑性解析モデル・手法の提案・検討>これまで一般に行われてきた温度を与える方法での2次元熱伝導解析手法ではなく,熱量を直接投与する方法を用いて,キーホールタイプのレーザ・電子ビーム溶接に対応できる熱源の形状を検討・採用して,非常に精度の高い3次元熱伝導解析手法を提案することが出来た。応力・ひずみ解析では,溶融〜凝固付近の非常に高温域での材料定数や,溶融温度以上での液体金属の取り扱いを工夫することで,高温割れで問題となる溶融部極近傍のHAZでのひずみを詳細に精度良く把握することが出来るようになった。本年度の初期目標であった「金属相変化現象の3次元問題への拡張」,「相変化を考慮した有限要素法解析手法の検討」をある程度実現出来た。
<2.レーザ・TIG溶接での溶融池形状と塑性ひずみの実験的把握>レーザスペックル法などを用いて,計測が非常に困難である,溶接部極近傍の溶接中の温度変化・ひずみ変化を,ダイナミックかつ詳細に計測・把握することが出来た。本計測結果と上記解析結果とを比較することで,液化割れに大きく影響する溶融池極近傍HAZ部での温度・応力・ひずみの変化を,非常に精度良く推定できるようになった。
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