概要

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本技術の特徴

中性子を用いず,X線回折法による表面計測結果から3次元残留応力分布を現場で非破壊に評価する.

● 従来の残留応力評価法

1.X線回折法:
部材表面のみ計測できる.

2.中性子回折法:
専用の照射施設でのみ適用できる.

3.切断法, DHD法:
破壊手法は供用期間中検査に適用不可.

4.溶接シミュレーション:
複雑な構成方程式を要し,温度依存性のあるパラメータの設定などの問題がある.同じような施工方法でもバラツキが大きいものに対しては,数値解析による定性評価に加え,個体差の定量評価が重要である.

本提案手法の特徴

残留応力
評価法
3次元 現場利用 非破壊
X線回折 ×
表面のみ
中性子回折 ×
専用施設のみ
切断法 ×
破壊を伴う
本手法
X線解析

アピールポイント

● 深さ方向無制限に3次元の残留応力を現場で非破壊評価できる.

● 必要なパラメータは材質(ヤング率,ポアソン比)と形状のみ.

● 直接計測できない箇所も,裏面や側面など,計測できるところがあれば,残留応力を推定できる.

溶接継手

利用・用途・応用分野

● 新幹線の台車,応力腐食割れ(SCC)に晒される溶接配管の余寿命予測.

● 航空機材料の残留応力評価.リベット代替技術として注目される摩擦攪拌接合材の品質評価.

● 熱弾塑性溶接シミュレーションの残留応力推定精度の評価.

● 溶射材や表面改質材内部の品質評価.

原理・推定結果

固有ひずみ理論

● 残留応力を直接計測せず,その原因となる固有ひずみを推定する.

● 本手法:表面弾性ひずみと部材全域の固有ひずみとを関係づけた.

固有ひずみの関数表現

● 表面の2D計測情報から,全域の3D固有ひずみを推定する.

● 固有ひずみの関数近似により,未知数を削減する.

関数表現
固有ひずみの関数表現

摩擦攪拌接合材に対する適用

摩擦攪拌接合材に対する適用1

● 計測点数: 摩擦攪拌部の45点
● 裏面の溶接線中央部の残留応力を評価

摩擦攪拌接合材に対する適用2

   (a) 溶接線方向成分

摩擦攪拌接合材に対する適用3

  (b) 溶接線垂直方向成分

      本手法による残留応力の推定値と実測値との比較

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