溶接止端部に生じる疲労き裂の寿命予測解析とき裂発生·成長の計測

摘要

微小疲労き裂モニタリングシステムを用いた表面き裂の発生，成長の計測法と，角回し溶接継手を模擬した一条ピード試験片を用いた一定荷重振幅条件下における疲労試験の結果を示した。 また，この疲労試験に対応するFLARPによる疲労き裂発生·成長シミュレーションを行い，試験結果とシミュレ一ション結果との比較から，FLARPの疲労損傷解析手法の妥当性を検証した。 得られた結果は，次のとおりである。 疲労寿命において，き裂発生寿命は大きな割合を占めており，き裂発生寿命の長短によって，表面き裂の板厚貫通までの寿命がほぼ決まる。 き裂発生寿命には，溶接始端の止端底における応力範囲，すなわち，止端底における応力集中係数が大きく影響する。 止端底の応力集中係数を適切に与えることができれば，FLA肝によるシミュレーションで，き裂発生寿命を定量的に推定できるものと期待される。 FLARPによるシミュレーションで，き裂成長曲線を，安全側の結果として10％～40％の誤差で推定できた。 以上のように，今回実施した一条ピード溶接試験片の一定荷重振幅条件下における疲労試験結果との比較において，FLARPによるシミュレーション結果は，試験結果とよく一致しており，FLARPの疲労損傷解析手法が妥当であることを確認した。 今後，変動荷重条件下のシミュレーションやアンブレラ形表面き裂の応力拡大係数を用いたシミュレーションなど行い，Fl．ANの疲労損傷解析手法の妥当性検証や寿命推定精度の向上検討を継続して実施していく予定である。