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曲面部材(円筒、円弧部、パイプ、球面)は、
曲率による応力方向の変化・周方向と軸方向の応力差・成形/加工履歴の影響
が顕著に現れる領域です。
特に、パイプやロール成形材では、
板からの成形履歴がそのまま応力分布として残りやすく、
外径側と内径側では応力符号が逆転する場合もあります。
当センターでは cosα法 を用いて、
曲面における周方向/軸方向の応力状態、主応力方向、加工硬化(半価幅)を評価します。
AI作成版であり間違いを含んでいます。実行の際、コンサルトの場合は、誤りを訂正して実行します。
円筒・パイプでは、
軸方向(長手方向)
周方向(円周方向)
の応力が大きく異なることが一般的です。
成形履歴・圧延方向・曲げ加工の影響が残ります。
曲面では、曲率方向と応力方向が一致しないことがあるため、
主応力方向の解析が必須です。
cosα法では、方向別ひずみ分布から
主方向をその場で算出できます。
円筒部材は
ロール成形
曲げ加工
拾い角の違い
などの工程を経て曲率が形成されます。
これらは、応力値・主方向・半価幅(加工硬化)に反映されます。
曲げを経て形状化された部材では、
外側が引張 → 内側が圧縮
と符号が逆転する場合があります。
外面/内面の比較は構造評価に有効です。
cosα法では、曲面上で記録されるデバイ環を
2次元X線検出器で解析し、方向別ひずみ分布を取得することで
残留応力を算出します。
主な強みは以下です。
曲面では応力方向が曲率と一致しないため、
主応力方向の解析が重要です。
cosα法では方向依存ひずみから主方向を算出できます。
円筒の外周部、溶接付近、曲げ点などを
連続的に測定し、応力変化を把握できます。
曲面形成の加工負荷は半価幅に現れます。
ロール成形の履歴
曲げ加工の塑性ひずみ
熱影響(溶接)
が半価幅増減として確認できます。
周方向と軸方向で応力差が大きい
半価幅は成形部で増大
→ 外面・内面の応力差を評価可能
曲げ外側:引張
曲げ内側:圧縮
主方向は曲げ方向に沿う
→ 曲げ工程の負荷評価に使用
溶接線で急激な応力変化
HAZの半価幅増加
→ パイプ構造の溶接品質管理に使用
曲率が強いため主応力方向が回り込み
加工硬化は半価幅に反映
→ 成形状態の把握に適用
曲面では、主方向の変化で成形履歴や負荷方向が読み取れます。
曲率変化や溶接などにより応力が急変する地点を特定できます。
成形工程、溶接の影響、加工負荷が半価幅の変化として現れます。
材質
曲率情報(パイプ径・R寸法)
成形条件(曲げ・ロール)
測定位置(外面/内面)
測定方向(軸・周方向)
測定部位(軸方向/周方向)の設定
測定方向の決定
cosα法による応力測定
主応力・主方向の算出
半価幅解析
レポート作成
A. はい。方向設定を行うことで安定した測定が可能です。
A. 曲げ履歴や加工条件により符号が変わる場合があります。
A. 可能です。溶接線・HAZの応力と半価幅を評価できます。
A. 測定点を周方向に複数配置して評価します。
0270 板材
0272 絞り加工品
0273 溶接部
0274 加工表面
0275 歯車
0276 ショット処理面
0277 表面処理材