三次元トポグラフィを援用した疲労損傷機構解明に基づく複合型高機能接合技術の開発

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実働荷重条件下における簡便な寿命評価を目的として590MPa級自動車用鋼板を母材とするスポット溶接継手の負荷荷重に基づく累積疲労損傷評価技術について前年度に検討を行ったが,同評価技術によって得られる結果は実用上の妥当性は満足するものの必ずしも高精度な評価を実現することができなかったため,スポット溶接継手の疲労き裂発生位置であるスリット先端極近傍の局所ひずみ応答に着目し,それらを評価指標とする累積疲労損傷評価技術の検討を行った.具体的には静的な負荷および除荷試験によって得られるスリット先端近傍における局所ひずみ応答を基礎とし,それらを評価指標とする疲労寿命曲線を取得した.さらに,同疲労寿命曲線における平均ひずみ効果を修正グッドマン流の補正を適用し評価することによって,スポット溶接継手の疲労寿命を統一的に整理可能であることを示した.上述の統一的疲労寿命曲線を基にランダム変動荷重条件下の疲労寿命を評価した結果,一般的な自動車産業分野で目安とされる評価範囲に収束することがわかり,今回検討した評価技術が一定の妥当性を有することが明らかとなった.しかしながら,前年度同様に今回検討した評価手法もまた必ずしも評価精度が高いと言える結果が得られなかったことから,試験体に作用する外荷重およびスリット先端近傍の局所ひずみを指標とする両評価技術に対し,Smith-Watson-Topperらが提唱する等価荷重およびひずみ振幅によって整理される疲労寿命曲線を基礎とする累積損傷評価を行った.その結果,いずれの評価方法も修正マイナー則のクライテリオンに対し非常に高い精度で疲労寿命を予測することが明らかとなり,ランダム変動荷重条件下において溶接継手の疲労寿命を簡便かつ高精度に評価するという本研究の目的の一つが達成された.