準定常的熱応力を受けるY型接合構造の弾性及び非弾性解析計算

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石川 昌幸*; 笠原 直人

Ishikawa, Masayuki*; kasahara, Naoto

準定常的熱応力を受けるY型接合構造について、形状・材料特性をパラメータとした熱弾性及び非弾性解析を行った。形状に関しては、板厚、接合部補強の有無の影響を調べた。また、材料特性は応力-ひずみ関係として弾完全塑性、LUDWICK 式(n=3,5,7)を仮定し、弾塑性挙動の違いを調べた。ソリッドモデルによる解析結果より、接合部が剛のためにスカートの変形が胴部に伝わらないという現象が見られた。その原因を調べるために、接合部の剛性の違いをシェル要素を使用して模擬したモデルを作成し、非弾性パラメータ解析を行った。本解析結果を局所ひずみによるひずみ集中係数K、等価線形ひずみによるひずみ集中係数Kn、局所ひずみによる弾性追従パラメータqEP、等価線形ひずみによる弾性追従パラメータqEPで整理し、その結果次のような知見が得られた。1)ソリッドモデル ・K、Knは、同一形状においてn指数が大きくなるとともに増大。 ・qEP、qEPNPは、同一形状においてSn/y2.5近傍までは一定、それ以降はn指数 が大きくなるとともに増大。 ・K、Knは、n指数が同じであれば形状によらずほぼ同じ値である。 ・同一形状において、ひずみ集中係数は評価断面に関係なくほぼ同じ値である。また、弾性追従パラメータに関してもR部位を除いてほぼ同じ値である。 2)シェルモデル ・同一形状において、K、Knともほぼ同じ。 ・胴部剛体のqEP、qEPNPは、ソリッドモデルのqEPとほぼ同じである。・同一形状において、n指数によらずqEP、qEPNPは一定である。 上記知見の代表的な解析結果を以下に示す。 IHX-N=3 IHX-N=5 IHX-N=7 同一形状においてn指数の違いによるK: 1.04 1.77 2.57 K、QEPの比較QWP: 1.52 2.51 3.40 今後は熱過渡荷重のパラメータ解析、降状応力に影響されないn乗則応力-ひずみ関係を用いての解析を行い、準定常的荷重下における本結果との比較を行う予定である。

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