| 研究課題/領域番号 |
15206080
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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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| 研究分野 |
材料加工・処理
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
村川 英一 大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (60166270)
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| 研究分担者 |
芹澤 久 大阪大学, 接合科学研究所, 助教授 (20294134)
津村 卓也 大阪大学, 接合科学研究所, 助手 (00283812)
田中 学 大阪大学, 接合科学研究所, 助教授 (20243272)
大沢 直樹 大阪大学, 工学研究科, 教授 (90252585)
奥本 泰久 近畿大学, 工学部, 教授 (50247962)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2006
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| キーワード | 溶接変形 / 有限要素法 / 熱弾塑性解析 / 非線形性 / 並列化 |
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| 研究概要 |
溶接構造物の組立工程の多くの部分は熱加工であり、現象的に見ると熱加工は、非定常、非線形問題である。本研究では、計算科学に基づく種々のシミュレーション手法を道具として採用し、非線形で物理的には見えない部分を、数値的に可視化することにより、現象の理解を目指すことを目的とした。主な研究成果は以下の通りである。
(1)造船や橋梁などの板骨構造物の溶接変形を予測する際には、固有変形を用いた有限要素法による弾性解析が有用な方法であるが、様々な溶接条件における固有変形が必要不可欠である。そこで本研究では新たに、三次元的に測定された溶接変形結果と、計算科学に基づいた逆解析とから固有変形を容易に同定する手法を開発し、大型試験体を用いた実験により、その有効性を明らかにした。
(2)溶接などの熱加工による変形ならびに残留応力を精度良く推定する手法として、三次元熱弾塑性有限要素解析法があるが、これまでは、解析時間や解析モデルの大きさの制限などから、試験片サイズを対象とした解析が中心であり、実構造物全体を対象とした解析はほとんど行われていない。そこで本研究では新たに、溶接問題特有の強非線形性に注目し、効率良く強非線形領域と弱線形領域を区分けした新たな解析法を開発した。本解析手法を用いることにより、解析速度が10倍以上に早くなり、1パスの実構造物部品の溶接変形だけでなく、原子力用部材のような多層溶接における溶接変形を定量的に予測することに成功した。
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