破壊力学に基づくスポット溶接車体薄板構造の疲労寿命推定システムの開発

基于断裂力学的点焊车身薄板结构疲劳寿命估算系统开发

• 批准号: 01550065
• 负责人: 結城 良治
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01550065/
• 关键词: 溶接構造; スポット溶接継手; 疲労寿命推定; 破壊力学; 境界要素法; 有限要素法; 応力拡大係数; 混合モ-ドき裂

スポット溶接継手は、その簡便さ、自動化の容易さから自動車、車両、航空機、家電製品などの薄板構造物の接合・組立法として、広く用いられている。しかし、スポット溶接部はその著しい応力集中のため、疲労破壊強度が重要な問題となり、スポット溶接薄板接合構造の疲労寿命推定法の確立ならびにその高精度化の要求が高まりつつある。この要求に答えられる手法として破壊力学による方法が注目されている。研究者らは、既に各種スポット溶接継手の有限要素法(FEM)弾性解析および疲労実験を行ない、FEMにより求めた応力拡大係数Kおよび混合モ-ドクライテリオンを用い、負荷形式、継手形状の異なる各種のスポット溶接継手の疲労寿命が統一的に特性づけられる事を明らかにしている。しかし、問題は複雑なスポット溶接構造中のスポットのKをいかに効率的に求めるかである。本研究はスポット溶接継手でのその有効性が確認された評価法を複雑なスポット溶接構造の疲労寿命推定へ拡張し、実用化を図ることを目的とした。従来有限要素法(FEM)に頼っていた3次元弾性解析およびKの解析に、薄板接合構造の効率的な解法として注目されるMindlinの基本解を用いた境界要素法(BEM)を導入し、効率化および高精度化を図りスポットのKを求め、疲労寿命を推定するシステム“BEM-SPOT"を開発し、その実用化について検討した。また各種形状および材料のスポット溶接の疲労強度デ-タを自動車メ-カ等から収集し、そのデ-タベ-スを作成した。本システムを用いて、従来困難であった多点の薄板構造部材モデルの疲労寿命推定を行ない、実験結果と良い一致が見られ、本システムの有効性を確認した。

ス ポ ッ ト dissolves 継 hand は, そ の is simple さ, easy automation の さ か ら automotive, home appliances, car struck, aviation machine products な ど の sheet structure の joint group, legislative と し て, hiroo く with い ら れ て い る. し か し, ス ポ ッ ト dissolves department は そ の the し い 応 force concentrated の た め 労 broken 壊 intensity and が な important question と な り, ス ポ ッ ト dissolves plate joint structure の exhausted 労 life estimate の establish な ら び に そ の precision turn の が demanding ま り つ つ あ る. こ の requirements に answer え ら れ る gimmick と し て broken 壊 mechanics に よ る method が attention さ れ て い る. Researchers ら は, both に ス ポ ッ ト dissolves 継 hand の finite element method (FEM) 弾 sex parsing お よ び exhausted 労 be 験 を line な い, FEM に よ り o め た 応 force company, big coefficient K お よ び mixed モ - ド ク ラ イ テ リ オ ン を い, load forms, 継 hand shape の different な る various の ス ポ ッ ト dissolves 継 hand の exhausted 労 life が unified に characteristics づ け ら れ Youdaoplaceholder0 shi を Ming ら に に て る る る. To solve the problems in the <s:1> complex 雑なスポット welding structure, to find the に efficiency of スポット, <s:1>, Kを, に and に. This study は ス ポ ッ ト dissolves 継 hand で の そ の have sharper sex が confirm さ れ を た review 価 method after 雑 な ス ポ ッ ト dissolves tectonic の exhausted 労 life presumption へ company, zhang し, be use を 図 る こ と を purpose と し た. 従 to finite element method (FEM) に 頼 っ て い た 3 dimensional analytical お 弾 sex よ び K の に, plate joint structure の sharper rate な solution と し て attention さ れ る Mindlin の basic solution を with い た boundary element method (BEM) を import し, sharper rate お よ び precision turn を 図 り ス ポ ッ ト の K を め, exhausted 労 life を presumption す る シ ス テ Youdaoplaceholder0 "BEM-SPOT"を is developed by を and そ is implemented by に に て検 て検 て検 discuss た. ま た shapes お よ び material の ス ポ ッ ト dissolves の exhausted 労 strength デ - タ を automotive メ - カ か ら 収 し, そ の デ - タ ベ - ス を made し た. This シ ス テ ム を with い て, difficulty 従 to で あ っ た multipoint の tectonic plate of material モ デ ル の exhausted presumption 労 life line を な い, be 験 results agree good と い が see ら れ, this シ ス テ ム の have sharper sex を confirm し た.

项目成果

結城良治: "自動車のスポット溶接構造の疲労寿命評価技術-境界要素法を用いたK解析システム“BEM-SPOT"の開発とその実用化に向けて-" 日本機械学会講習会教材「先端技術における疲労予防・診断の基礎と応用」. 890巻22号. 91-99 (1989)

结城良二：《汽车点焊结构的疲劳寿命评价技术-利用边界元法的K分析系统“BEM-SPOT”的开发及其实际应用-》日本机械工程学会培训教材《先进技术》《基础与应用》疲劳预防和诊断》。第 890 卷，第 22 期。91-99 (1989)

結城良治: "自動車のスポット溶接構造の疲労寿命評価技術" ジョイテック(テック出版). 8巻5号. 43-49 (1989)

Ryoji Yuki：“汽车点焊结构的疲劳寿命评估技术”Joytech（Tech Publishing）第8卷，第5. 43-49（1989年）。

川村光洋: "破壊力学に基づくスポット溶接構造の疲労寿命推定法の開発(4)-T型結合箱型断面部材への適用-" 自動車技術会学術講演会前刷集. 892. 365-368 (1989)

河村光宏：《基于断裂力学的点焊结构疲劳寿命估算方法的开发（4）——应用于T型接头盒形截面构件》日本汽车工程学会学术会议预印本集892。 365-368（1989）

窪島達雄: "破壊力学に基づくスポット溶接構造の疲労寿命推定法の開発(3)-FEMシェル解析におけるスポット溶接部モデル化手法の開発-" 自動車技術会学術講演会前刷集. 892. 361-364 (1989)

洼岛龙夫：《基于断裂力学的点焊结构疲劳寿命估计方法的开发(3)——FEM壳分析中的点焊建模方法的开发》日本汽车工程学会学术会议预印本集。 (1989)

Ryoji Yuuki: "Development of The Method to Evaluate The Fatigue Life of Spot-Welded Structures by Fracture Mechanics" IIW Doc.No.III-928-89 Annual Meeting of IIW(International Institute of Welding),Helsinki. 1-9 (1989)

Ryoji Yuuki：“开发通过断裂力学评估点焊结构疲劳寿命的方法”IIW Doc.No.III-928-89 IIW（国际焊接学会）年会，赫尔辛基。