2025S-GS12-1 溶接継手形状の自動多断面分析に基づく疲労性能バラツキ要因の定量化

抄録

デジタルツインやDXへの期待はますます高まっており，点群データなど各種デジタル情報を活用することにより，溶接施工現場・オンサイトにおける構造物の品質管理や各種強度評価などが期待される．本報では，端半径・フランク角・余盛幅・余盛高さ・角変形・目違いなど，溶接継手の形状パラメータに加えて，応力集中係数Ktを一意かつ高精度・高効率に自動評価可能な手法を採用した形状品質の評価手法について検討を行った．本手法は，継手表面の形状データを直線，円弧，スプライン曲線の３種類の関数を用いて表現し，計測結果との乖離が最も小さくなる形状を最適形状として決定することで，各形状パラメータを求め，さらに得られた形状パラメータを評価式に代入することにより，応力集中係数Ktまで自動的に算出可能な手法である．まず，突合せ溶接継手を対象として，各種形状パラメータを精度良く評価可能であることを示した．次に，多断面の形状分析を行うとともに，各種形状パラメータの分布状況を分析した．最後に，評価された形状を反映した局所応力によって疲労試験を整理した結果について示すことにより，疲労性能のバラツキ要因の定量化を試みた．溶接継手の多断面形状分析結果から得られる局所応力と疲労試験結果との照査により，それらの相関が高いことが示され，評価対象とした突合せ溶接継手の疲労性能支配因子を明確化できることを示した．