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RESIDUAL STRESS DISTRIBUTION MEASURING METHOD, CALCULATING METHOD, AND PROGRAM

Foreign code F210010290
File No. S2018-0990-C0
Posted date Jan 28, 2021
Country WIPO
International application number 2019JP032870
International publication number WO 2020054347
Date of international filing Aug 22, 2019
Date of international publication Mar 19, 2020
Priority data
  • P2018-169714 (Sep 11, 2018) JP
Title RESIDUAL STRESS DISTRIBUTION MEASURING METHOD, CALCULATING METHOD, AND PROGRAM
Abstract A residual stress distribution measuring method according to the present invention is characterized by including: a step of using an analytical model in which a cutting plane has been imparted to a cross section through a metal member, to calculate a residual force vector, which is the sum of a load vector acting on a first metal piece in the cutting plane, and a load vector acting on a second metal piece in the cutting plane; a step of calculating, as a correction displacement vector, an amount of movement in the cross section, by imparting the residual force vector to the cross section in the analytical model of the metal member, as a forced load; a step of correcting the shape, in the cutting plane, of the first or second metal piece, on the basis of the correction displacement vector calculated using the analytical model including a measured shape, in the cutting plane, of the first or second metal piece; and a step of calculating a residual stress distribution in the cross section by using the analytical model in which the shape, in the cutting plane, of the first or second metal piece has been corrected, to impart a forced displacement to the analytical model.
Outline of related art and contending technology BACKGROUND ART
In recent years, a ship, a representative bridge structure in the construction of a large size and, when assembling the members to each other, members for bonding is always present, the bonding technique is essential. In the bonding technique, has been widely used from the convenience of welding. However, with the construction of the welding, the welding portion in the vicinity of a high residual tensile stress occurs inevitably, due to fatigue, stress corrosion cracking (Stress Corrosion Cracking: SCC) and factors, may cause a brittle fracture when. Further, the stress balance occurs because the residual compressive stresses in the case of the thin plate member, the buckling deformation is likely to generate, may provide a large effect on the assembly. These stresses are generally referred to as weld residual stress, residual stress in the vicinity of a weld is evaluated for distribution on said welding is very important.
A low-cost and simple member as a method capable of measuring the residual stress inside the contour method can be cited. Contour method, the member to be measured 2 is cut into two, and division, with the release of residual stress by measuring the amount of elastic deformation of the cut surface, then, based on the measurement result, to calculate the residual stress distribution in the whole area of the cut surface (for example, see Patent Document 1).
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
 金属部材の第1金属部と第2金属部との間の断面における残留応力分布を測定する測定方法であって、
第1金属部が第1金属片となり第2金属部が第2金属片となるように前記断面において前記金属部材を切断するステップと、
第1金属片の切断面の形状又は第2金属片の切断面の形状を測定するステップと、
前記金属部材の前記断面に切断面を付与した解析モデルを用いて、前記切断面において第1金属片に働く荷重ベクトルと、前記切断面において第2金属片に働く荷重ベクトルの和である残差力ベクトルを算出するステップと、
前記金属部材の解析モデルの前記断面に前記残差力ベクトルを強制荷重として付与することにより、前記断面における移動量を修正変位ベクトルとして算出するステップと、
測定した第1金属片の切断面の形状を有する解析モデル又は測定した第2金属片の切断面の形状を有する解析モデルを用いて、算出した修正変位ベクトルに基づき第1金属片の切断面の形状又は第2金属片の切断面の形状を修正するステップと、
第1金属片の切断面の形状を修正した解析モデル又は第2金属片の切断面の形状を修正した解析モデルを用いて、解析モデルに強制変位を付与することにより前記断面における残留応力分布を算出するステップとを含むことを特徴とする測定方法。

[請求項2]
 前記残留応力分布を算出するステップは、解析モデルに弾性解析により強制変位を付与することにより前記断面における残留応力分布を算出するステップである請求項1に記載の測定方法。

[請求項3]
 金属部材の第1金属部と第2金属部との間の断面における残留応力分布を算出する算出方法であって、
前記金属部材の前記断面に切断面を付与した解析モデルを用いて、前記切断面において第1金属片に働く荷重ベクトルと、前記切断面において第2金属片に働く荷重ベクトルの和である残差力ベクトルを算出するステップと、
前記金属部材の解析モデルの前記断面に前記残差力ベクトルを強制荷重として付与することにより、前記断面における移動量を修正変位ベクトルとして算出するステップと、
第1金属部が第1金属片となるように前記金属部材を前記断面で切断することにより得た第1金属片の切断面の形状を有する解析モデル又は第2金属部が第2金属片となるように前記金属部材を前記断面で切断することにより得た第2金属片の切断面の形状を有する解析モデルを用いて、算出した修正変位ベクトルに基づき第1金属片の切断面の形状又は第2金属片の切断面の形状を修正するステップと、
第1金属片の切断面の形状を修正した解析モデル又は第2金属片の切断面の形状を修正した解析モデルを用いて、解析モデルに強制変位を付与することにより前記断面における残留応力分布を算出するステップとを含む算出方法。

[請求項4]
 前記残差力ベクトルを算出するステップは、有限要素法構造解析を用いて残差力ベクトルを算出するステップであり、
第1又は第2金属片の切断面の形状を修正するステップは、第1又は第2金属片の切断面の形状を有限要素法構造解析を用いて修正するステップであり、
前記断面における残留応力分布を算出するステップは、解析モデルに弾性解析により強制変位を付与することにより前記断面における残留応力分布を算出するステップである請求項3に記載の算出方法。

[請求項5]
 請求項3又は4に記載の算出方法をコンピューターに実行させるためのプログラム。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • UNIVERSITY PUBLIC CORPORATION OSAKA
  • Inventor
  • SHIBAHARA, Masakazu
  • IKUSHIMA, Kazuki
  • KAWAHARA, Atsushi
  • KAWAJIRI, Yoshitaka
  • OKIMI, Yui
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DJ DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS JO KE KG KH KN KP KR KW KZ LA LC LK LR LS LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL SM ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN ST TD TG

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