シミュレーションによる 溶接部残留応力の制御
- 溶接解析ソフト SYSWELD による適用事例 -

case-sysweld

溶接などを含む構造物は、多くの場合製造中に受ける様々な履歴により、実使用環境に組み込まれる際に既に残留応力を含んだ状態となっている。この残留応力は使用環境化で更なる荷重を受けた際に製品品質に影響を及ぼすことが考えられるため、事前に予測することで実使用に対する安全性や耐久性を予測、制御することが必要である。しかしながら実製品として溶接により組み込まれた部分の残留応力の状態を測定により知ることは必ずしも容易ではなく、開発された新材料、新プロセスの適用や複雑構造および大型化により試作や実測の難易度が更に高くなるため、実用的には困難な場合が多い。

そのため以前より溶接部の応力分布を予測する方法として有限要素法による溶接シミュレーションの適用が広く行われてきた。特に近年のコンピューターの高速化、高度化に伴い、シミュレーション技術を含むコンピューター周辺技術の適用範囲も大幅に広がり、熱的・機械的・材料的に様々なモデル化を含む技術が開発、適用されることで、より高精度の予測が可能となってきた。

本稿では溶接シミュレーションによる残留応力の予測技術について概説し、基本的な形状に対する予測結果と実測の比較によりその妥当性を確認し、実製品形状へ適用して残留応力を制御する取り組みの例について紹介する。