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排気系管溶接部の高温耐久性評価用数値シミュレーション方法の確立

目的

排気系の溶接管部品の低サイクル疲労および熱疲労耐久性を評価するための数値シミュレーション方法を確立することを目的とした。

方法

・素材の高温疲労特性を取得した。
・FEMによる弾塑性クリープ解析により溶接部の応力-歪の履歴解析を行った。
・これらの結果から溶接部の寿命を推定し、一方、溶接管の疲労試験により推定結果の妥当性を検証した。

試験装置・ソフト

FEM解析: ABAQUS
試験片の疲労試験装置: 高周波加熱式油圧サーボ疲労試験機

結果

弾塑性クリープ解析によって得られた応力-歪のヒステリシスループをもとに、歪の非弾性成分だけでなく、ピーク応力も評価することにより推定寿命の精度が向上した。また、溶接管部品の低サイクル疲労および熱疲労耐久性評価用の数値シミュレーション方法を確立した。

お客様の成果

試験片レベルからさらに実機における寿命評価に拡大適用され、数値シミュレーションの方法が高温耐久性の評価に役立っている。

イメージ ※クリックすると拡大します。

  • 図1 溶接管の高温疲労試験状況
  • 図2 溶接管のFEM応力解析

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