熱加工時におけるプロセス物理現象を考慮した船舶メガ構造体の高精度工作

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360384
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 船舶海洋工学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 望月 正人 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10304015)
• 研究分担者: 岡野 成威 大阪大学, 大学院・工学研究科, 特任助教 (00467531)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 建造・艤装 / 切断・溶接・矯正 / 溶接変形 / プロセス物理 / 溶接力学

研究概要

船体工作における切断や溶接，さらには溶接後のガス加熱などの矯正作業に代表される熱加工時の工作精度向上のために，熱加工におけるプロセス物理と熱加工力学の融合により精緻化される熱変形支配因子に基づいた高精度変形予測・制御手法を提案し，これらと組立順序の影響を組み合わせた船舶メガ構造体に代表される大型構造物の高精度形状予測・制御手法ならびにニアネットシェイプ工作法を開発した．すなわち，「ミクロプロセス物理ーマクロ熱加工力学ーメガ構造体力学」のマルチスケールな連結・融合によってもたらされる，大型構造体の革新的な高精度工作，ひいては，より柔軟性のある船体工作の実現を可能とする評価手法を構築した．

研究成果

• [雑誌論文] Numerical Simulations of Micro-, Macro-, and Mega-Scale Structurization by Welding Processes (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Mochizuki
  • 雑誌名: Mathematical Modelling of Weld Phenomena 10, Edited by H. Cerjak and N. Enzinger, TU Graz Publishing, Graz, Austria ページ: 131-139
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Accurate Residual Stress Evaluation by Deep Hole Drilling Technique Considering Three-dimensional Stress Fields (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kitano, S. Okano and M. Mochizuki
  • 雑誌名: Quarterly Journal of Japan Welding Society 巻: Vol. 31, No. 4 ページ: 124-128
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental Study on Effects of Root Gap and Fillet Size of Welds on Joint Strength (2013)
  • 著者名/発表者名: D. Sugitani and M. Mochizuki
  • 雑誌名: Quarterly Journal of Japan Welding Society 巻: Vol. 31, No. 4 ページ: 104-108
  • 査読あり
• [雑誌論文] A New Welding Process Simulation Using a Hybrid Particle and Grid Method with Explicit MPS (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Ochi, S. Okano and M. Mochizuki
  • 雑誌名: Quarterly Journal of Japan Welding Society 巻: Vol. 31, No. 4 ページ: 40-43
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Weld Imperfection on Fracture Assessment of Undermatched Joint of High Strength Steel for Penstocks (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Mochizuki and S. Okano
  • 雑誌名: High Strength Steels for Hydraulic Plants - Design Concepts - Pressure Conduits, H. Cerjak, N. Enzinger, R. Greiner and G. Genz, Eds, Verlag der Technischen Universitaet Graz ページ: 273-282
  • 査読あり
• [雑誌論文] 溶接残留応力場における主応力の変化に関する考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 辻明宏, 橋本匡史, 岡野成威, 望月正人
  • 雑誌名: 材料 巻: 第62巻, 第7号 ページ: 424-429
  • 査読あり
• [雑誌論文] MPS 陽解法と格子法の連成による溶接プロセスの数値シミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 越智申久, 岡野成威, 望月正人
  • 雑誌名: 日本計算工学会論文集 巻: 第2013巻, No. 20130005 ページ: 1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of Factors Influencing Welding Deformation of Ship Block by Inherent Strain Analysis Using Idealized Explicit FEM (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Hata, S. Itoh, T. Sugihiro, Y. Yamashita, A. Kamio, M. Shibahara, and M. Mochizuki
  • 雑誌名: Journal of Physics, Conference Series 巻: Vol. 379, No. 012055
  • DOI: 10.1088/1742-6596/379/1/012055
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Study for High Accuracy Measurement of Residual Stress by Deep Hole Drilling Technique (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kitano, S. Okano and M. Mochizuki
  • 雑誌名: Journal of Physics, Conference Series 巻: Vol. 379, No. 012049
  • DOI: 10.1088/1742-6596/379/1/012049
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Welding Conditions on Reduction of Angular Distortion by Welding with Trailing Heat Sink (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Okano, M. Mochizuki, M. Toyoda and T. Ueyama
  • 雑誌名: Science and Technology of Welding and Joining 巻: Vol. 17, No. 4 ページ: 264-268
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large-Scale Computation of Welding Residual Stress (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Kawaguchi, S. Itoh, M. Mochizuki and M. Kameyama
  • 雑誌名: Progress in Nuclear Science and Technology 巻: Vol. 2 ページ: 613-619
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Attempt to Enhance Numerical Models of Angular Distortion by Considering the Physics of the Welding Arc (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Okano, M. Mochizuki, K. Yamamoto and M. Tanaka
  • 雑誌名: Welding in the World 巻: Vol. 55, No. 5/6 ページ: 93-100
  • 査読あり
• [雑誌論文] 溶接アークの熱源特性を考慮した溶接変形の数値解析 - 入熱パラメータと溶接角変形の関係に関する一考察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡野成威, 田中学, 望月正人
  • 雑誌名: 溶接学会論文集 巻: 第29巻, 第2号 ページ: 77-85
  • 査読あり
• [雑誌論文] 熱源後方に冷却を伴う突合せ溶接中に生じる面内回転変形に及ぼす収縮変形の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡野成威, 望月正人, 豊田政男, 上山智之
  • 雑誌名: 溶接学会論文集 巻: Vol. 29, No. 2 ページ: 70-76
  • 査読あり
• [学会発表] Micro-, Macro-, and Mega-Scale Structural Analysis of Welded Components by Using Numerical Simulations and Their Experimental Validations in Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Mochizuki
  • 学会等名: International Conference on Welding and Related Technologies - Present and Future
  • 発表場所: Paton Welding Institute (Kiev, Ukrine)
  • 年月日: 2013-11-25
  • 招待講演
• [学会発表] Analysis of SCC Initiation and Propagation Based on Probabilistic Fracture Mechanics Under Residual Stresses by Machining and Welding Processes of Pipes (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Mochizuki
  • 学会等名: Residual Stress Summit 2013
  • 発表場所: The Hilton Garden Inn Idaho Falls (Idaho Falls, USA)
  • 年月日: 2013-10-07
  • 招待講演
• [学会発表] Improving Reliability of X-Ray Residual Stress Measurement on Phase Transformed Welds (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Tsuji, S. Okano and M. Mochizuki
  • 学会等名: 66th Annual Assembly of the International Institute of Welding
  • 発表場所: Congress Center Essen (Essen, Germany)
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] 粒子法を用いた溶接施工時の高精度温度場評価に向けた検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 越智申久, 岡野成威, 望月正人
  • 学会等名: 日本保全学会第10回学術講演会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク (大阪府吹田市)
  • 年月日: 2013-07-25
• [学会発表] 高精度品質管理のための溶接構造体形状制御に関する検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林真治, 岡野成威, 望月正人
  • 学会等名: 日本保全学会第10回学術講演会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク (大阪府吹田市)
  • 年月日: 2013-07-25
• [学会発表] 溶接時応力その場測定システムの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 張朔源, 菖蒲敬久, 城鮎美, 橋本匡史, 辻明宏, 岡野成威, 望月正人
  • 学会等名: 第47回X 線材料強度に関するシンポジウム
  • 発表場所: 国立オリンピック記念青少年総合センター (東京都渋谷区)
  • 年月日: 2013-07-18
• [学会発表] Mitigation of Welding-Induced Tensile Residual Stress at Surface of Heavy Section Plate by In-Process Control Welding with Trailing Heat Sink (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Okano and M. Mochizuki
  • 学会等名: Proceedings of the 2013 ASME Pressure Vessels and Piping Conference
  • 発表場所: Paris Marriott Rive Gauche Hotel & Conference Center (Paris, France)
  • 年月日: 2013-07-14
• [学会発表] Numerical Simulation of Weld Residual Stress from Mega- to Micro-Structures (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Mochizuki
  • 学会等名: 9th International Conference on Residual Stresses
  • 発表場所: Garmisch-Partenkirchen International Congress Center (Garmisch-Partenkirchen, Germany)
  • 年月日: 2013-07-14
  • 招待講演
• [学会発表] 数値安定性に優れる動的緩和法とMPS 粒子法を用いた静的熱変形解析手法とFEM 連成に関する検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 越智申久, 岡野成威, 望月正人
  • 学会等名: 第18回計算工学講演会
  • 発表場所: 東京大学(東京都目黒区)
  • 年月日: 2013-06-19
• [学会発表] MPS 陽解法の溶接解析への適用性に関する基礎的検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 越智申久, 岡野成威, 望月正人
  • 学会等名: 第17回計算工学講演会
  • 発表場所: 京都教育会館 (京都市)
  • 年月日: 2012-05-29
• [図書] "Minimizing Angular Distortion in Welding by Reverse-Side Heating," Minimization of Welding Distortion and Buckling : Modeling and Implementation (P. Michaleris, Ed.) (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Mochizuki
  • 総ページ数: 273-288
  • 出版者: Woodhead Publishing Limited, Cambridge, United Kingdom
• [備考]
  • URL: http://www7.mapse.eng.osaka-u.ac.jp/Pro-M_Lab_Home.html