疲労き裂進展シミュレーションによるすみ肉溶接継手の疲労寿命評価

摘要

建設機械は日常生活における利便性向上を目的とし たインフラ整備にて効率的かつ安全性で優れており，大 型建築物の施工や災害現場での安全確保など多岐にわ たり活用されている.しかし，疲労が使用時の事故原因 となる事象も多発しており，建設機械の安全性および強 度信頼性の確保が建設機械の技術発展の観点から重要 課題とされている.そこで本研究では，建設機械を代表する油圧ショベル に着目した.油圧ショベルのアーム部等は箱型構造体で あり，溶接施工性および経済性の観点より片側すみ肉溶 接が多く用いられている.しかし，すみ肉溶接は鋼板同 士が接触するすべての領域を溶接接合することができ ずルート部と呼ばれる未溶着部が残存するため，機械作 動中に繰返し負荷が作用した場合，それらが応力集中源 として作用することで疲労破壊の要因となりうる.その ため，すみ肉溶接継手における疲労破壊機構の解明およ び疲労寿命評価技術の確立が重要となる.しかし，同継 手に関する知見は多数報告されているが，これらの多く は基礎的な溶接継手に対する考察であり，実機状況下に おける研究は建設機械に限らず僅少である.