JP2020055012A - Welding structural member - Google Patents

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Abstract

To provide a welding structural member which has excellent fatigue strength.SOLUTION: A welding structural member 31 has a base member 32; a joint member 34; a welding bead portion 36; and a stiffening bead portion 38. The stiffening portion 38 is provided in the same side as the welding bead portion 36 when viewed from a butting surface 44a of the joint member 34 in a direction orthogonal to an extending direction of the welding bead portion 36. The stiffening portion 38 is formed so as to increase width from a rear end of the stiffening portion 38 to a front side, and then decrease it toward a front end of the stiffening bead portion 38.SELECTED DRAWING: Figure 18

Description

本発明は、溶接構造部材に関する。   The present invention relates to a welded structural member.

近年、自動車の燃費向上のために、車体の軽量化が進められている。そして、車体の軽量化を実現するために、高強度の薄鋼板同士を溶接した溶接構造部材が車体材料として用いられている。   2. Description of the Related Art In recent years, the weight of a vehicle body has been reduced in order to improve the fuel efficiency of an automobile. In order to reduce the weight of the vehicle body, a welded structural member in which high-strength thin steel plates are welded to each other is used as a vehicle body material.

車体の構成部材として用いられる溶接構造部材には、優れた疲労強度が求められる。しかしながら、高強度薄鋼板を用いた場合でも溶接構造部材の疲労強度を十分に向上させることは難しい。そこで、従来、溶接構造部材の疲労強度を向上させるための種々の技術が提案されている。   Excellent fatigue strength is required for a welded structural member used as a component of a vehicle body. However, even when a high-strength thin steel plate is used, it is difficult to sufficiently improve the fatigue strength of the welded structural member. Therefore, various techniques for improving the fatigue strength of welded structural members have been conventionally proposed.

例えば、特許文献1に開示された隅肉アーク溶接継手は、金属部材同士を接合するための隅肉ビードと、該隅肉ビードに重なるように形成された補剛用ビードとを備えている。特許文献1には、上記のように形成された補剛用ビードによって、溶接継手の疲労強度を向上させることができることが記載されている。   For example, a fillet arc welded joint disclosed in Patent Document 1 includes a fillet bead for joining metal members together, and a stiffening bead formed so as to overlap the fillet bead. Patent Literature 1 describes that the stiffening bead formed as described above can improve the fatigue strength of a welded joint.

国際公開第2013/157557号International Publication No. 2013/157557

しかしながら、本発明者らの種々の検討の結果、上記のように隅肉ビードと補剛用ビードとを重ねて形成した場合、ビード同士が重なる部分において応力集中が生じるおそれがあることが分かった。この場合には、応力集中部において疲労強度が低下することが考えられる。   However, as a result of various studies by the present inventors, it has been found that when the fillet bead and the stiffening bead are formed as described above, stress concentration may occur in a portion where the beads overlap. . In this case, it is conceivable that the fatigue strength is reduced in the stress concentrated portion.

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、優れた疲労強度を有する溶接構造部材を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a welded structural member having excellent fatigue strength.

本発明は、下記の溶接構造部材を要旨とする。   The gist of the present invention is the following welded structural member.

(1)平面を有する厚みが4.5mm以下の第1板状部を含む、金属製のベース部材と、
前記ベース部材の前記平面に突き当てられた突き当て面、並びに前記突き当て面から前記平面に交差する方向に延びる互いに平行な第1面および第2面を有する厚みが4.5mm以下の第2板状部を含む、金属製の接合部材と、
前記突き当て面の前記第1面側の縁部に沿って延び、かつ前記ベース部材の前記平面と前記接合部材とを接合する溶接ビード部と、
前記ベース部材の前記平面上に形成され、かつ前記溶接ビード部に対して略平行に延びる補剛ビード部と、を備え、
前記接合部材の前記突き当て面、前記溶接ビード部および前記補剛ビード部を、前記ベース部材の前記平面に対して垂直な方向に投影した場合に、
前記溶接ビード部の延伸方向における前記突き当て面の端部を基準として、該端部から前記延伸方向に見て前記突き当て面が存在する方向を後方、その逆方向を前方とし、
前記溶接ビード部は、前記突き当て面の前記端部よりも前方に突出しており、
前記補剛ビード部は、前記溶接ビード部の延伸方向に直交する方向において、前記突き当て面から見て、前記溶接ビード部と同じ側に設けられ、
前記補剛ビード部の幅は、前記補剛ビード部の後端から前方に行くにつれて増加した後、前記補剛ビード部の前端に向かって減少する、溶接構造部材。
(1) a metal base member including a first plate-shaped portion having a flat surface and a thickness of 4.5 mm or less;
A second surface having a thickness of 4.5 mm or less, having a butting surface abutted against the plane of the base member, and a first surface and a second surface parallel to each other extending from the abutting surface in a direction intersecting the plane. Including a plate-shaped portion, a metal joining member,
A welding bead portion extending along the edge of the abutting surface on the first surface side and joining the flat surface of the base member and the joining member;
A stiffening bead portion formed on the plane of the base member and extending substantially parallel to the welding bead portion,
When the abutting surface of the joining member, the weld bead portion and the stiffening bead portion are projected in a direction perpendicular to the plane of the base member,
With reference to the end of the abutting surface in the extending direction of the weld bead portion, the direction in which the abutting surface exists as viewed from the end in the extending direction is the rear, and the opposite direction is the front,
The weld bead portion projects forward from the end of the abutment surface,
The stiffening bead portion is provided on the same side as the weld bead portion, as viewed from the abutting surface, in a direction perpendicular to the direction in which the weld bead portion extends,
The welded structural member, wherein a width of the stiffening bead portion increases from a rear end of the stiffening bead portion to a forward direction, and then decreases toward a front end of the stiffening bead portion.

(2)前記補剛ビード部のうち幅が最大となる部分は、前記突き当て面の前記前端から前方に5mmの位置よりも後方に位置する、上記(1)に記載の溶接構造部材。 (2) The welding structural member according to (1), wherein a portion of the stiffening bead portion having a maximum width is located rearward of a position 5 mm forward from the front end of the abutting surface.

(3)前記補剛ビード部の前後方向における中心は、前記突き当て面の前記端部から後方に0〜10mmの範囲に位置する、上記(1)または(2)に記載の溶接構造部材。 (3) The welding structural member according to (1) or (2), wherein a center in the front-rear direction of the stiffening bead portion is located in a range of 0 to 10 mm behind the end of the abutting surface.

(4)前記補剛ビード部のうち幅が最大となる部分は、前記補剛ビード部の前後方向における中心よりも前方に位置する、上記(1)から(3)のいずれかに記載の溶接構造部材。 (4) The welding according to any one of (1) to (3) above, wherein a portion of the stiffening bead portion having a maximum width is located forward of a center in the front-rear direction of the stiffening bead portion. Structural members.

本発明によれば、溶接構造部材の疲労強度を向上させることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fatigue strength of a welded structural member can be improved.

図1は、溶接構造部材の解析モデルを示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an analysis model of a welding structural member. 図2は、解析モデルの左右方向における中央部を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a central portion of the analysis model in the left-right direction. 図3は、補剛ビード部を有する解析モデルを示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing an analysis model having a stiffening bead portion. 図4は、解析結果を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an analysis result. 図5は、解析結果を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an analysis result. 図6は、補剛ビード部を有する解析モデルを示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing an analysis model having a stiffening bead portion. 図7は、解析結果を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an analysis result. 図8は、解析結果を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an analysis result. 図9は、解析結果を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an analysis result. 図10は、補剛ビード部を有する解析モデルを示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing an analysis model having a stiffening bead portion. 図11は、補剛ビード部を有する解析モデルを示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing an analysis model having a stiffening bead portion. 図12は、解析結果を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an analysis result. 図13は、解析結果を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an analysis result. 図14は、解析結果を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating an analysis result. 図15は、解析結果を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating an analysis result. 図16は、本発明の一実施形態に係る溶接構造部材を示す斜視図である。FIG. 16 is a perspective view showing a welded structural member according to one embodiment of the present invention. 図17は、ベース部材および接合部材を示す正面図である。FIG. 17 is a front view showing the base member and the joining members. 図18は、ベース部材、接合部材の突き当て面、溶接ビード部および補剛ビード部を、ベース部材の平面に対して垂直な方向に投影した図である。FIG. 18 is a diagram in which the base member, the contact surface of the joining member, the weld bead portion, and the stiffening bead portion are projected in a direction perpendicular to the plane of the base member. 図19は、本発明の他の実施形態に係る溶接構造部材のベース部材、接合部材の突き当て面、溶接ビード部および補剛ビード部を、ベース部材の平面に対して垂直な方向に投影した図である。FIG. 19 shows a projection of the base member of the welded structural member, the abutting surface of the joining member, the weld bead portion, and the stiffening bead portion according to another embodiment of the present invention in a direction perpendicular to the plane of the base member. FIG. 図20は、本発明のその他の実施形態に係る溶接構造部材のベース部材、接合部材の突き当て面、溶接ビード部および補剛ビード部を、ベース部材の平面に対して垂直な方向に投影した図である。FIG. 20 shows a projection of the base member of the welded structural member, the abutting surface of the joining member, the weld bead portion, and the stiffening bead portion according to another embodiment of the present invention in a direction perpendicular to the plane of the base member. FIG.

(本発明者らによる検討)
本発明者らは、溶接構造部材の疲労強度を向上させるために、種々の検討を行なった。具体的には、溶接構造部材の解析モデルを作成してFEM解析を行なうことによって、溶接構造部材の疲労強度についての検討を行なった。
(Study by the present inventors)
The present inventors have conducted various studies in order to improve the fatigue strength of a welded structural member. Specifically, the fatigue strength of the welded structural member was examined by creating an analytical model of the welded structural member and performing FEM analysis.

図1は、溶接構造部材の解析モデルを示す斜視図である。図1に示すように、解析モデル10は、第1方向D1に延びるベース部材12、第1方向D1に直交する第2方向D2に延びる接合部材14、およびベース部材12と接合部材14とを接合する溶接ビード部16を備えている。ベース部材12および接合部材14はそれぞれ、開断面形状を有している。以下の説明では、第1方向D1を左右方向とし、第2方向D2を上下方向とする。   FIG. 1 is a perspective view showing an analysis model of a welding structural member. As shown in FIG. 1, the analysis model 10 includes a base member 12 extending in a first direction D1, a joining member 14 extending in a second direction D2 orthogonal to the first direction D1, and joining the base member 12 and the joining member 14. The welding bead portion 16 is provided. Each of the base member 12 and the joining member 14 has an open cross-sectional shape. In the following description, the first direction D1 is a left-right direction, and the second direction D2 is a vertical direction.

図2は、解析モデル10の左右方向における中央部を示す平面図である。図2に示すように、解析モデル10の平面視において、溶接ビード部16は、接合部材14の外面に沿って設けられている。以下の説明では、平面視において、第1方向(左右方向)D1に直交する方向を前後方向とする。   FIG. 2 is a plan view showing a central portion of the analysis model 10 in the left-right direction. As shown in FIG. 2, in a plan view of the analysis model 10, the weld bead portion 16 is provided along the outer surface of the joining member 14. In the following description, a direction orthogonal to the first direction (left-right direction) D1 in a plan view is referred to as a front-rear direction.

図1に示すように、ベース部材12には、複数の穴12a〜12gが形成されている。また、前後方向において穴12gに対向する位置にも穴12hが形成されている。接合部材14には、2つの穴14a,14bが形成されている。図1および図2に示すように、溶接ビード部16の両端は、接合部材14の前端部14c,14dよりも前方に突出している。   As shown in FIG. 1, a plurality of holes 12 a to 12 g are formed in the base member 12. Also, a hole 12h is formed at a position facing the hole 12g in the front-rear direction. The joining member 14 is formed with two holes 14a and 14b. As shown in FIGS. 1 and 2, both ends of the weld bead portion 16 protrude forward from the front ends 14 c and 14 d of the joining member 14.

なお、本発明者らのこれまでの研究により、解析モデル10では、接合部材14を上方に引っ張った場合に、接合部材14の前端部14c,14dと溶接ビード部16との境界部18a,18bの近傍において、最大主応力の値が大きくなり易いことが分かっている。このため、解析モデル10と同様の構成を有する溶接構造部材では、上記境界部18a,18bの近傍において亀裂が発生し易いと考えられる。そのため、溶接構造部材の疲労強度を向上させるためには、境界部18a,18bの近傍の応力を低減させることが重要である。このような観点から、本発明者らは、以下に説明する解析を行なった。   According to the research conducted by the present inventors, in the analysis model 10, when the joining member 14 is pulled upward, the boundary portions 18 a and 18 b between the front ends 14 c and 14 d of the joining member 14 and the weld bead portion 16 are obtained. It is known that the value of the maximum principal stress tends to increase in the vicinity of. For this reason, in the welded structural member having the same configuration as that of the analysis model 10, it is considered that cracks are likely to occur near the boundary portions 18a and 18b. Therefore, in order to improve the fatigue strength of the welded structural member, it is important to reduce the stress near the boundary portions 18a and 18b. From such a viewpoint, the present inventors have performed the analysis described below.

以下に、解析モデル10の詳細な構成を示す。   The detailed configuration of the analysis model 10 will be described below.

(ベース部材)
厚み:2.6mm
上下方向(第2方向D2)の長さ:50mm
左右方向(第1方向D1)の長さ:300mm
前後方向(第1方向D1および第2方向D2に直交する方向)の長さ:150mm
穴12b,12cの中心間距離:230mm
穴12a,12dの中心間距離:230mm
穴12f,12gの中心間距離:230mm
穴12e,12hの中心間距離:230mm
穴12b,12aの中心間距離:100mm
穴12c,12dの中心間距離:100mm
上面13から穴12f,12g,12e,12hの中心までの上下方向の距離:25mm
ヤング率:210000MPa
ポアソン比:0.3
(Base member)
Thickness: 2.6mm
Length in vertical direction (second direction D2): 50 mm
Length in left-right direction (first direction D1): 300 mm
Length in the front-rear direction (direction orthogonal to the first direction D1 and the second direction D2): 150 mm
Center distance between holes 12b and 12c: 230mm
Center distance between holes 12a and 12d: 230mm
Center distance between holes 12f and 12g: 230mm
Center distance between holes 12e and 12h: 230mm
Distance between the centers of the holes 12b and 12a: 100 mm
Distance between centers of holes 12c and 12d: 100 mm
Vertical distance from the upper surface 13 to the centers of the holes 12f, 12g, 12e, and 12h: 25 mm
Young's modulus: 210,000 MPa
Poisson's ratio: 0.3

(接合部材)
厚み:2.6mm
上下方向の長さ:80mm
左右方向の長さ:70mm
前後方向の長さ:80mm
穴14aの位置:側壁部15aの中央
穴14bの位置:側壁部15bの中央
ヤング率:210000MPa
ポアソン比:0.3
(Joining members)
Thickness: 2.6mm
Vertical length: 80mm
Length in left and right direction: 70mm
Length in front and back direction: 80mm
Position of hole 14a: center of side wall 15a Position of hole 14b: center of side wall 15b Young's modulus: 210,000 MPa
Poisson's ratio: 0.3

(溶接ビード部)
幅WB(図2参照):4.3mm
高さ(上下方向の長さ):5.0mm
接合部材の前端部から前方へ突出する部分の長さLB(図2参照):13.7mm
ヤング率:210000MPa
ポアソン比:0.3
(Weld bead part)
Width WB (see FIG. 2): 4.3 mm
Height (length in the vertical direction): 5.0 mm
Length LB (see FIG. 2) of a portion protruding forward from the front end of the joining member: 13.7 mm
Young's modulus: 210,000 MPa
Poisson's ratio: 0.3

FEM解析では、ベース部材12の複数の穴12a〜12hに固定治具(剛体)を配置してベース部材12を固定するとともに、接合部材14の穴14a,14bに円柱状の部材(剛体)を通し、その部材を介して接合部材14を上方(ベース部材12から離れる方向)に2.0kNの力で引っ張った。そして、解析モデル10において、境界部18a,18bの近傍に生じる最大主応力を求めた。その結果、最大主応力の最大値は、830MPaであった。なお、解析モデル10は、左右対称形状を有しているので、境界部18aの近傍に生じる最大主応力と、境界部18bの近傍に生じる最大主応力は等しい。   In the FEM analysis, fixing jigs (rigid bodies) are arranged in a plurality of holes 12a to 12h of the base member 12 to fix the base member 12, and a cylindrical member (rigid body) is inserted into the holes 14a and 14b of the joining member 14. Through the member, the joining member 14 was pulled upward (in a direction away from the base member 12) with a force of 2.0 kN. Then, in the analysis model 10, the maximum principal stress generated near the boundaries 18a and 18b was determined. As a result, the maximum value of the maximum principal stress was 830 MPa. Since the analysis model 10 has a symmetrical shape, the maximum principal stress generated near the boundary 18a is equal to the maximum principal stress generated near the boundary 18b.

さらに、本発明者らは、図3に示すように、上述の解析モデル10において、接合部材14の外側でかつベース部材12の上面13に、前後方向に延びる一対の補剛ビード部20を形成して、上述の解析と同様に、接合部材14を上方に2.0kNの力で引っ張った。そして、上記境界部18a,18bの近傍に生じる最大主応力を求めた。なお、本発明者らは、補剛ビード部20の前後方向における長さL、および前後方向における補剛ビード部20の中心位置Pが異なる複数の解析モデル10を作成して、境界部18a,18bの近傍に生じる最大主応力を求めた。補剛ビード部20の形状は直方体とし、接合部材14と補剛ビード部20との左右方向における距離dは5.3mmとした。 Further, as shown in FIG. 3, the present inventors formed a pair of stiffening bead portions 20 extending in the front-rear direction on the upper surface 13 of the base member 12 outside the joining member 14 in the analysis model 10 described above. Then, similarly to the above analysis, the joining member 14 was pulled upward with a force of 2.0 kN. Then, the maximum principal stress generated near the boundaries 18a and 18b was determined. The present inventors have created several analytical model 10 the center position P 1 stiffening bead portion 20 are different in the length L, and longitudinal direction in the longitudinal direction of the stiffening bead portion 20, the boundary portion 18a , 18b. The shape of the stiffening bead portion 20 was a rectangular parallelepiped, and the distance d in the left-right direction between the joining member 14 and the stiffening bead portion 20 was 5.3 mm.

以下に、補剛ビード部20の詳細な構成を示す。   Hereinafter, a detailed configuration of the stiffening bead portion 20 will be described.

(補剛ビード部)
幅W1(左右方向の長さ):5.0mm
高さ(上下方向の長さ):2.0mm
前後方向の長さL1:20.0mm、26.0mm、32.0mm、35.0mm、38.0mm
距離d:5.3mm
ヤング率:210000MPa
ポアソン比:0.3
(Stiffening bead part)
Width W1 (length in the left-right direction): 5.0 mm
Height (length in the vertical direction): 2.0 mm
Length L1: 20.0 mm, 26.0 mm, 32.0 mm, 35.0 mm, 38.0 mm
Distance d: 5.3 mm
Young's modulus: 210,000 MPa
Poisson's ratio: 0.3

図4は、補剛ビード部20の長さL1を32.0mmに設定した解析モデルにおいて、補剛ビード部20の中心位置Pと境界部18a,18bの近傍に生じる最大主応力の最大値との関係を示す図である。 4, in the analysis model set the length L1 of the stiffening bead 20 to 32.0 mm, the maximum value of the maximum principal stress occurring in the vicinity of the center position P 1 and the boundary portion 18a, 18b of the stiffening bead 20 FIG.

図4および後述の他の図において、補剛ビード部20の中心位置Pは、接合部材14の前端部14c,14dの位置Pからの前後方向における距離で示す。位置Pが正の値で示されている場合には、位置Pが位置Pよりも前方の位置であることを意味し、位置Pが負の値で示されている場合には、位置Pが位置Pよりも後方の位置であることを意味する。 In other figures 4 and later, the center position P 1 stiffening bead portion 20, the front end portion 14c of the joint member 14, shown at a distance in the longitudinal direction from the position P 0 of 14d. When the position P 1 is shown by a positive value means that the position P 1 is a position ahead of the position P 0, if the position P 1 is shown in a negative value means that the position P 1 is a rear position from the position P 0.

図4に示すように、本発明者らの解析の結果、補剛ビード部20の長さL1が32.0mmに設定されている場合には、補剛ビード部20の中心位置を適切に調整することによって、境界部18a,18bの近傍に生じる最大主応力の最大値を、補剛ビード部を有していない解析モデルにおける最大主応力の最大値(830MPa)よりも十分に小さくできることが分かった。   As shown in FIG. 4, as a result of the analysis by the present inventors, when the length L1 of the stiffening bead portion 20 is set to 32.0 mm, the center position of the stiffening bead portion 20 is appropriately adjusted. By doing so, it can be seen that the maximum value of the maximum principal stress generated near the boundary portions 18a and 18b can be made sufficiently smaller than the maximum value (830 MPa) of the maximum principal stress in the analytical model having no stiffening bead portion. Was.

図5は、各解析モデルの補剛ビード部20の長さL1と、各解析モデルにおいて最大主応力の最大値が最も低くなったときの値(最大主応力最大値の最小値)との関係を示す図である。図5に示した結果から、補剛ビード部20の長さL1を長くすることによって、境界部18a,18bの近傍に生じる最大主応力の最大値を小さくできることが分かった。   FIG. 5 shows the relationship between the length L1 of the stiffening bead portion 20 of each analysis model and the value when the maximum value of the maximum principal stress is the lowest (minimum value of the maximum principal stress) in each analysis model. FIG. From the results shown in FIG. 5, it was found that by increasing the length L1 of the stiffening bead portion 20, the maximum value of the maximum principal stress generated near the boundary portions 18a and 18b can be reduced.

上記の結果を踏まえて、本発明者らは、さらに、補剛ビード部の形状と、境界部18a,18bの近傍に生じる応力との関係について詳細な検討を行った。具体的には、図6に示すように、上述の補剛ビード部20に代えて、前後方向において幅が変化する補剛ビード部30を形成した解析モデル10を作成し、上述の解析と同様の条件で解析を行った。なお、図6に示す補剛ビード部30は、半楕円柱形状を有している。本解析では、補剛ビード部30の長さL2を32.0mmとし、高さを2.0mmとして、補剛ビード部30の最大幅W2および前後方向における中心位置Pが異なる複数の解析モデル10を作成して、境界部18a,18bの近傍に生じる最大主応力を求めた。 Based on the above results, the present inventors further studied in detail the relationship between the shape of the stiffening bead portion and the stress generated near the boundary portions 18a and 18b. Specifically, as shown in FIG. 6, instead of the above-described stiffening bead portion 20, an analysis model 10 in which a stiffening bead portion 30 whose width changes in the front-rear direction is created, and the same as the above-described analysis is performed. The analysis was performed under the following conditions. The stiffening bead portion 30 shown in FIG. 6 has a semi-elliptical column shape. In this analysis, the length L2 of the stiffening bead portion 30 and 32.0 mm, a height as 2.0 mm, the center position P 1 in the maximum width W2 and the longitudinal direction of the stiffening bead portion 30 is different analysis models 10, the maximum principal stress occurring near the boundary portions 18a and 18b was determined.

図7および図8に解析結果を示す。なお、図7は、補剛ビード部30の中心位置Pと境界部18a,18bの近傍に生じる最大主応力の最大値との関係を示す図である。また、図8は、境界部18a,18bの近傍に生じる最大主応力最大値の最小値と補剛ビード部30の最大幅W2との関係を示す図である。 7 and 8 show the analysis results. Note that FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the maximum value of the maximum principal stress occurring in the vicinity of the center position P 1 and the boundary portion 18a, 18b of the stiffening bead portion 30. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the minimum value of the maximum maximum principal stress generated near the boundary portions 18a and 18b and the maximum width W2 of the stiffening bead portion 30.

図7に示すように、本解析でも、補剛ビード部30の中心位置を適切に調整することによって、境界部18a,18bの近傍に生じる最大主応力の最大値を、補剛ビード部を有していない解析モデルにおける最大主応力の最大値(830MPa)よりも十分に小さくできることが分かった。本解析では、補剛ビード部30の中心位置Pを、接合部材14の前端部14c,14dの位置P(図6参照)から後方に0〜10mmの範囲に位置付けることによって、境界部18a,18bの近傍に生じる最大主応力の最大値を効果的に低減できることが分かった。特に、補剛ビード部30の中心位置Pが、前端部14c,14dの位置Pから後方に5mm程度に位置する場合に、境界部18a,18bの近傍に生じる最大主応力の最大値の低下量が大きくなることも分かった。また、図8に示すように、補剛ビード部30の最大幅W2を大きくすることによって、応力低減効果が向上することも分かった。 As shown in FIG. 7, also in this analysis, by appropriately adjusting the center position of the stiffening bead portion 30, the maximum value of the maximum principal stress generated near the boundary portions 18a and 18b can be determined by using the stiffening bead portion. It was found that the maximum principal stress (830 MPa) in the analysis model that was not performed can be made sufficiently smaller. In this analysis, the center position P 1 of the stiffening bead portion 30, by positioning the rear in the range of 0~10mm from the front end portion 14c of the joint member 14, 14d position P 0 (see FIG. 6), the boundary portion 18a , 18b can be effectively reduced. In particular, the center position P 1 of the stiffening bead portion 30, the front end portion 14c, when the position P 0 of 14d located about 5mm behind the boundary portion 18a, the maximum value of the maximum principal stress occurring in the vicinity of 18b It was also found that the amount of reduction was large. Further, as shown in FIG. 8, it was also found that the stress reduction effect was improved by increasing the maximum width W2 of the stiffening bead portion 30.

図9は、補剛ビード部20を形成した場合の解析結果と、補剛ビード部30を形成した場合の解析結果とを比較した図である。なお、上述の解析では、補剛ビード部20を形成する場合には、幅W1(図3参照)を5.0mmに固定して長さL1(図3参照)を変化させ、補剛ビード部30を形成する場合には、長さL2(図6参照)を32.0mmに固定して最大幅W2(図6参照)を変化させている。したがって、評価基準を統一するために、図9では、補剛ビード部20,30の体積と、境界部18a,18bの近傍に生じる最大主応力の最大値の最小値とを比較している。   FIG. 9 is a diagram comparing an analysis result obtained when the stiffening bead portion 20 is formed and an analysis result obtained when the stiffening bead portion 30 is formed. In the above analysis, when forming the stiffening bead portion 20, the width W1 (see FIG. 3) is fixed to 5.0 mm, the length L1 (see FIG. 3) is changed, and the stiffening bead portion is formed. When forming 30, the length L2 (see FIG. 6) is fixed at 32.0 mm, and the maximum width W2 (see FIG. 6) is changed. Therefore, in order to unify the evaluation criteria, in FIG. 9, the volumes of the stiffening bead portions 20 and 30 are compared with the minimum value of the maximum value of the maximum principal stress generated near the boundary portions 18a and 18b.

図9に示した結果から、補剛ビード部の体積が同じ場合には、補剛ビード部の長さを長くするよりも、前後方向において補剛ビード部の幅を変化させて、補剛ビード部の最大幅を大きくする方が、境界部18a,18bの近傍に生じる最大主応力の最大値を効果的に低減できることが分かった。なお、所定の応力低減効果を期待して補剛ビード部を形成する場合には、直線状の補剛ビード部を形成するよりも、前後方向において幅が変化する補剛ビード部を形成する方が、補剛ビード部の体積を小さくすることができる。このため、前後方向において幅が変化する補剛ビード部を形成する場合には、補剛ビード部を形成することによる溶接構造部材の重量増加を抑制することができる。   From the results shown in FIG. 9, when the volume of the stiffening bead portion is the same, the width of the stiffening bead portion is changed in the front-rear direction rather than increasing the length of the stiffening bead portion. It has been found that increasing the maximum width of the portion can effectively reduce the maximum value of the maximum principal stress generated near the boundary portions 18a and 18b. When forming a stiffening bead portion in expectation of a predetermined stress reduction effect, it is more preferable to form a stiffening bead portion whose width changes in the front-rear direction than to form a linear stiffening bead portion. However, the volume of the stiffening bead portion can be reduced. For this reason, when forming the stiffening bead portion whose width changes in the front-rear direction, it is possible to suppress an increase in weight of the welded structural member due to the formation of the stiffening bead portion.

本発明者らはさらに、前後方向において幅を変化させた補剛ビード部30において、幅が最大となる部分(最大幅W2を示す部分)の前後方向における位置と、境界部18a,18bの近傍に生じる応力との関係について検討を行った。具体的には、上述の補剛ビード部30の代わりに、図10および図11に示す補剛ビード部30a,30bを形成した解析モデル10を作成して、境界部18a,18bの近傍に生じる最大主応力を求めた。   In the stiffening bead portion 30 whose width has been changed in the front-rear direction, the present inventors further have a position in the front-rear direction of a portion having the largest width (a portion indicating the maximum width W2), and a vicinity of the boundary portions 18a, 18b. We examined the relationship with the stress that occurs. Specifically, instead of the above-described stiffening bead portion 30, an analysis model 10 in which stiffening bead portions 30a and 30b shown in FIGS. 10 and 11 are formed is created and generated near the boundary portions 18a and 18b. The maximum principal stress was determined.

なお、図10に示す補剛ビード部30aが上述の補剛ビード部30と異なるのは、補剛ビード部30aの幅が最大となる部分(破線で示す部分)の位置Pが、補剛ビード部30aの前後方向における中心位置Pよりも3mm前方に位置している点である。また、図11に示す補剛ビード部30bが上述の補剛ビード部30と異なるのは、補剛ビード部30bの幅が最大となる部分(破線で示す部分)の位置Pが、補剛ビード部30aの前後方向における中心位置Pよりも3mm後方に位置している点である。 Incidentally, the stiffening bead portion 30a shown in FIG. 10 differs from the stiffening bead portion 30 described above, the width of the stiffening bead portion 30a is positioned P 2 of the maximum portion serving (portion indicated by a broken line), the stiffening a point which is located 3mm forward from the center position P 1 in the longitudinal direction of the bead portion 30a. Further, the stiffening bead portion 30b shown in FIG. 11 differs from the stiffening bead portion 30 described above, the width of the stiffening bead portion 30b is the position P 2 of the maximum portion serving (portion indicated by a broken line), the stiffening a point which is located 3mm rearward than the center position P 1 in the longitudinal direction of the bead portion 30a.

なお、図10および図11に示す補剛ビード部30a,30bにおいて、破線よりも前方の部分および破線よりも後方の部分はそれぞれ、平面視において1/4楕円形状を有している。本解析では、補剛ビード部30a,30bの長さL2は32.0mmとし、最大幅W2は7.5mmとして、補剛ビード部30a,30bの前後方向における中心位置Pを変化させて、境界部18a,18bの近傍に生じる最大主応力を求めた。 Note that, in the stiffening bead portions 30a and 30b shown in FIGS. 10 and 11, the portions ahead of the broken line and the portions behind the broken line each have a quarter elliptical shape in plan view. In this analysis, the stiffening bead portion 30a, the length L2 of 30b as 32.0 mm, the maximum width W2 as 7.5 mm, a stiffening bead portions 30a, by changing the center position P 1 in the longitudinal direction 30b, The maximum principal stress generated near the boundaries 18a and 18b was determined.

図12〜図15に解析結果を示す。具体的には、図12および図13は、補剛ビード部30a,30bの中心位置Pと境界部18a,18bの近傍に生じる最大主応力の最大値との関係を示す図である。図12および図13に示すように、本解析でも、補剛ビード部30を形成する場合と同様に、補剛ビード部30a,30bの中心位置Pを適切に調整することによって、境界部18a,18bの近傍に生じる最大主応力の最大値を、補剛ビード部を有していない解析モデルにおける最大主応力の最大値(830MPa)よりも十分に小さくできることが分かった。 12 to 15 show the analysis results. Specifically, FIGS. 12 and 13 are diagrams showing stiffening bead portion 30a, the center position P 1 and the boundary portion 18a of 30b, the relationship between the maximum value of the maximum principal stress occurring in the vicinity of 18b. As shown in FIGS. 12 and 13, in this analysis, as in the case of forming the stiffening bead portion 30, a stiffening bead portion 30a, by appropriately adjusting the center position P 1 of the 30b, the boundary portion 18a , 18b can be made sufficiently smaller than the maximum value (830 MPa) of the maximum principal stress in the analytical model having no stiffening bead portion.

図14は、補剛ビード部30,30a,30bを形成した解析モデルにおいて境界部18a,18bの近傍に生じる最大主応力の最大値が最も低くなったときの値を比較した図である。なお、図14に示す補剛ビード部30の解析結果は、最大幅W2を7.5mmに設定した場合の解析結果である。図14に示すように、境界部18a,18bの近傍に生じる最大主応力の最大値の最小値は、補剛ビード部30aを形成した解析モデル10において最も低くなった。この結果から、補剛ビード部のうち幅が最大となる部分を、補剛ビード部の前後方向における中心よりも前方に位置付けることによって、応力低減効果がさらに向上することが分かった。   FIG. 14 is a diagram comparing the values when the maximum value of the maximum principal stress generated near the boundary portions 18a, 18b becomes the lowest in the analysis model in which the stiffening bead portions 30, 30a, 30b are formed. The analysis result of the stiffening bead portion 30 shown in FIG. 14 is an analysis result when the maximum width W2 is set to 7.5 mm. As shown in FIG. 14, the minimum value of the maximum value of the maximum principal stress generated near the boundary portions 18a and 18b was the lowest in the analysis model 10 in which the stiffening bead portion 30a was formed. From this result, it was found that the stress reduction effect was further improved by positioning the portion having the maximum width in the stiffening bead portion ahead of the center in the front-rear direction of the stiffening bead portion.

図15は、補剛ビード部30,30a,30bの幅が最大になる部分(幅最大部)の位置と境界部18a,18bの近傍に生じる最大主応力の最大値との関係を示す図である。なお、補剛ビード部30の幅が最大になる部分は、図6に示すように、補剛ビード部30の前後方向における中心位置Pに等しい。一方、図10および図11に示すように、補剛ビード部30a,30bの幅が最大になる部分の前後方向における位置は、位置Pである。 FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the position of the portion where the width of the stiffening bead portions 30, 30a, 30b is maximum (the maximum width portion) and the maximum value of the maximum principal stress generated near the boundary portions 18a, 18b. is there. The portion where the width of the stiffening bead portion 30 is maximized, as shown in FIG. 6, equal to the center position P 1 in the longitudinal direction of the stiffening bead portion 30. On the other hand, as shown in FIGS. 10 and 11, the position in the longitudinal direction of the portion stiffening bead portion 30a, the width of 30b is maximized, the position P 2.

なお、図15において、補剛ビード部の幅最大部の位置は、接合部材14の前端部14c,14dの位置Pからの前後方向における距離で示す。幅最大部の位置が正の値で示されている場合には、幅最大部の位置が位置Pよりも前方の位置であることを意味し、幅最大部の位置が負の値で示されている場合には、幅最大部の位置が位置Pよりも後方の位置であることを意味する。 In FIG. 15, the position of the maximum width portion of the stiffening bead portion, the front end portion 14c of the joint member 14, shown at a distance in the longitudinal direction from the position P 0 of 14d. If the position of the maximum width portion is shown in a positive value, shown in a sense, and a negative value is the position of the maximum width portion that is the position of the maximum width portion is a position ahead of the position P 0 it is if they will be, means that the position of the maximum width portion is the rearward position from the position P 0.

図15に示した結果から、補剛ビード部の幅最大部が、接合部材14の前端部14c,14dの位置Pから前方に5mmの位置よりも後方に位置していることが好ましく、位置Pから後方に15mmの位置よりも前方に位置することが好ましいことが分かった。 From the results shown in FIG. 15, it is preferable that the maximum width portion of the stiffening bead portion is located forward of the position P 0 of the front ends 14 c and 14 d of the joining member 14 and behind the position of 5 mm. than the position of 15mm rearward from P 0 has been found that it is preferably located in front.

本発明は、上記の知見に基づいてなされたものである。   The present invention has been made based on the above findings.

(本発明の実施形態の説明)
以下、本発明の実施形態に係る溶接構造部材について図面を用いて説明する。図16は、本発明の一実施形態に係る溶接構造部材を示す斜視図である。
(Description of Embodiment of the Present Invention)
Hereinafter, a welded structural member according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 16 is a perspective view showing a welded structural member according to one embodiment of the present invention.

図16に示すように、溶接構造部材31は、第1方向D1に延びるベース部材32と、第2方向D2に延びる接合部材34と、ベース部材32と接合部材34とを接合する溶接ビード部36と、補剛ビード部38とを備えている。   As shown in FIG. 16, the welding structural member 31 includes a base member 32 extending in a first direction D1, a joining member 34 extending in a second direction D2, and a welding bead portion 36 joining the base member 32 and the joining member 34. And a stiffening bead portion 38.

なお、図16に示した例では、第2方向D2が第1方向D1に対して垂直であるが、第2方向D2が第1方向D1に対して傾斜していてもよい。すなわち、本実施形態では、接合部材34は、ベース部材32に対して垂直になるようにベース部材32に溶接されているが、接合部材34が、ベース部材32に対して傾斜するようにベース部材32に溶接されてもよい。なお、以下においては、第1方向D1を左右方向とし、第2方向D2を上下方向とする。   In the example shown in FIG. 16, the second direction D2 is perpendicular to the first direction D1, but the second direction D2 may be inclined with respect to the first direction D1. That is, in the present embodiment, the joining member 34 is welded to the base member 32 so as to be perpendicular to the base member 32, but the joining member 34 is inclined so as to be inclined with respect to the base member 32. 32 may be welded. In the following, the first direction D1 is defined as a left-right direction, and the second direction D2 is defined as a vertical direction.

図17は、ベース部材32および接合部材34を示す正面図である。なお、図17においては、溶接ビード部36および補剛ビード部38の図示は省略している。図16および図17を参照して、ベース部材32は、第1板状部42を含む。第1板状部42は、平面42aを有する。なお、本実施形態では、第1板状部42のみによってベース部材32が構成されているが、ベース部材が、第1板状部42に加えて他の形状を有する部分(例えば、柱状部または他の板状部等)を備えていてもよい。例えば、ベース部材32が、図1に示したベース部材12と同様の形状を有していてもよい。   FIG. 17 is a front view showing the base member 32 and the joining member 34. In FIG. 17, the illustration of the weld bead portion 36 and the stiffening bead portion 38 is omitted. Referring to FIGS. 16 and 17, base member 32 includes a first plate-shaped portion 42. The first plate portion 42 has a flat surface 42a. In the present embodiment, the base member 32 is constituted only by the first plate-shaped portion 42, but the base member has a portion having another shape in addition to the first plate-shaped portion 42 (for example, a columnar portion or Other plate-like portions). For example, the base member 32 may have the same shape as the base member 12 shown in FIG.

図17に示すように、接合部材34は、第2板状部44を含む。第2板状部44は、ベース部材32の平面42aに突き当てられた突き当て面44a、並びに突き当て面44aから平面42aに交差する方向(本実施形態では、第2方向D2)に延びる第1面44bおよび第2面44cを有する。第1面44bおよび第2面44cは、互いに平行に設けられる。なお、本実施形態では、第2板状部44のみによって接合部材34が構成されているが、接合部材が、第2板状部44に加えて他の形状を有する部分(例えば、柱状部または他の板状部等)を備えていてもよい。例えば、接合部材が、図1に示した接合部材14と同様の形状を有していてもよい。   As shown in FIG. 17, the joining member 34 includes a second plate-shaped portion 44. The second plate-shaped portion 44 has a butting surface 44a that abuts against the plane 42a of the base member 32, and a second surface D that extends from the butting surface 44a in a direction intersecting the plane 42a (a second direction D2 in the present embodiment). It has a first surface 44b and a second surface 44c. The first surface 44b and the second surface 44c are provided in parallel with each other. In the present embodiment, the joining member 34 is constituted only by the second plate portion 44, but the joining member has a portion having another shape in addition to the second plate portion 44 (for example, a columnar portion or Other plate-like portions). For example, the joining member may have the same shape as the joining member 14 shown in FIG.

ベース部材32および接合部材34の材料としては、例えば、鋼等の種々の金属材料を用いることができる。具体的には、例えば、ベース部材32および接合部材34の材料として、引張強度が270MPa以上の鋼板を用いることができる。特に、溶接構造部材31の強度を十分に確保するためには、例えば、ベース部材32および接合部材34の材料として高強度鋼板(例えば、引張強度が590MPa以上の鋼板)が用いられる。溶接構造部材31の強度をより向上させるためには、ベース部材32および接合部材34として用いられる鋼板の引張強度は、780MPa以上であることが好ましく、980MPa以上であることがより好ましく、1180MPa以上であることがさらに好ましい。また、ベース部材32および接合部材34としては、さらに高強度の鋼板(例えば、引張強度が1500MPa以上の鋼板)を用いることもできる。本実施形態では、ベース部材32および接合部材34として薄板が用いられる。ベース部材32の第1板状部42の厚みおよび接合部材34の第2板状部44の厚みはそれぞれ4.5mm以下であり、自動車の足回り部材として使用される鋼板の厚みと同程度である。本実施形態では、第1板状部42および第2板状部44の厚みはそれぞれ、例えば、0.8mm〜4.5mmの範囲に設定される。   As a material of the base member 32 and the joining member 34, for example, various metal materials such as steel can be used. Specifically, for example, a steel plate having a tensile strength of 270 MPa or more can be used as a material of the base member 32 and the joining member 34. In particular, in order to sufficiently secure the strength of the welded structural member 31, for example, a high-strength steel plate (for example, a steel plate having a tensile strength of 590 MPa or more) is used as a material of the base member 32 and the joining member 34. In order to further improve the strength of the welded structural member 31, the tensile strength of the steel plate used as the base member 32 and the joining member 34 is preferably 780 MPa or more, more preferably 980 MPa or more, and more preferably 1180 MPa or more. It is more preferred that there be. Further, as the base member 32 and the joining member 34, a steel plate having a higher strength (for example, a steel plate having a tensile strength of 1500 MPa or more) can be used. In the present embodiment, a thin plate is used as the base member 32 and the joining member 34. The thickness of the first plate-shaped portion 42 of the base member 32 and the thickness of the second plate-shaped portion 44 of the joining member 34 are each 4.5 mm or less, and are approximately the same as the thickness of a steel plate used as a vehicle underbody member. is there. In the present embodiment, the thickness of each of the first plate-shaped portion 42 and the second plate-shaped portion 44 is set, for example, in a range of 0.8 mm to 4.5 mm.

図16に示すように、溶接ビード部36は、ベース部材32の平面42aと接合部材34とを接合する。本実施形態では、ベース部材32と接合部材34とは、溶接ビード部36によって隅肉溶接されている。溶接ビード部36は、突き当て面44a(図17参照)の第1面44b側の縁部に沿って延びるように形成されている。補剛ビード部38は、ベース部材32の平面42a上において、溶接ビード部36に対して略平行に延びるように形成される。   As shown in FIG. 16, the welding bead portion 36 joins the flat surface 42a of the base member 32 and the joining member 34. In the present embodiment, the base member 32 and the joining member 34 are fillet welded by the weld bead portions 36. The weld bead portion 36 is formed to extend along the edge of the butting surface 44a (see FIG. 17) on the first surface 44b side. The stiffening bead portion 38 is formed to extend substantially parallel to the weld bead portion 36 on the plane 42 a of the base member 32.

本実施形態では、溶接ビード部36は、1本のビード36aによって構成されているが、複数のビードによって構成されてもよい。また、本実施形態では、補剛ビード部38は、複数(本実施形態では3本)のビード38aによって構成されているが、1本のビードによって構成されてもよい。溶接ビード部36および補剛ビード部38はそれぞれ、例えば、アーク溶接によって形成される。なお、溶接ビード部36および補剛ビード部38の材料としては、公知の種々の溶接材料を用いることができる。   In the present embodiment, the weld bead portion 36 is configured by one bead 36a, but may be configured by a plurality of beads. Further, in the present embodiment, the stiffening bead portion 38 is constituted by a plurality of (three in the present embodiment) beads 38a, but may be constituted by a single bead. The weld bead portion 36 and the stiffening bead portion 38 are each formed by, for example, arc welding. As the material of the weld bead portion 36 and the stiffening bead portion 38, various known welding materials can be used.

図18は、ベース部材32、接合部材34(第2板状部44)の突き当て面44a、溶接ビード部36および補剛ビード部38を、ベース部材32の平面42a(図17参照)に対して垂直な方向(本実施形態では、第2方向D2)に投影した図である。なお、本実施形態では、図18に示すように、溶接ビード部36の延伸方向における突き当て面44aの端部46a,46bごとに、前後方向を規定する。具体的には、突き当て面44aの端部46aを基準とした場合、該端部46aから溶接ビード部36の延伸方向に見て突き当て面44aが存在する方向を後方、その逆方向を前方とする。また、突き当て面44aの端部46bを基準とした場合、端部46bから溶接ビード部36の延伸方向に見て突き当て面44aが存在する方向を後方、その逆方向を前方とする。   FIG. 18 shows the base member 32, the abutting surface 44a of the joining member 34 (the second plate-shaped portion 44), the weld bead portion 36, and the stiffening bead portion 38 with respect to the flat surface 42a of the base member 32 (see FIG. 17). FIG. 6 is a diagram projected in a vertical direction (a second direction D2 in the present embodiment). In the present embodiment, as shown in FIG. 18, the front-back direction is defined for each end 46a, 46b of the abutting surface 44a in the extending direction of the weld bead portion 36. Specifically, when the end 46a of the abutting surface 44a is used as a reference, the direction in which the abutting surface 44a exists is viewed from the end 46a in the extending direction of the weld bead portion 36, and the opposite direction is the forward. And When the end portion 46b of the abutting surface 44a is used as a reference, the direction in which the abutting surface 44a exists when viewed from the end portion 46b in the direction in which the weld bead portion 36 extends is defined as rearward, and the opposite direction is defined as forward.

以下、接合部材34、溶接ビード部36および補剛ビード部38の位置関係を説明するが、該位置関係は、図18に示した投影図における位置関係のことである。   Hereinafter, the positional relationship between the joining member 34, the weld bead portion 36, and the stiffening bead portion 38 will be described. The positional relationship is the positional relationship in the projection view shown in FIG.

図18に示すように、溶接ビード部36は、接合部材34の突き当て面44aと補剛ビード部38との間を、突き当て面44aに沿って前後方向に延びている。より具体的には、溶接ビード部36は、左右方向(第1方向D1)における突き当て面44aの両縁部のうち、第1面44b(図17参照)側の縁部に沿って延びている。突き当て面44aの端部46aを基準として、溶接ビード部36は、端部46aよりも前方に突出している。同様に、突き当て面44aの端部46bを基準として、溶接ビード部36は、端部46bよりも前方に突出している。本実施形態では、溶接ビード部36のうち、端部46aを基準として、端部46aよりも前方に突出する部分の長さLBは、例えば、20mm以下である。溶接ビード部36のうち、端部46bを基準として、端部46bよりも前方に突出する部分の長さについても同様である。   As shown in FIG. 18, the weld bead portion 36 extends between the butting surface 44a of the joining member 34 and the stiffening bead portion 38 in the front-rear direction along the butting surface 44a. More specifically, the weld bead portion 36 extends along the edge on the first surface 44b (see FIG. 17) side of the both edges of the abutting surface 44a in the left-right direction (first direction D1). I have. With reference to the end 46a of the abutting surface 44a, the weld bead 36 projects forward from the end 46a. Similarly, the weld bead portion 36 projects forward from the end 46b with reference to the end 46b of the abutment surface 44a. In the present embodiment, the length LB of a portion of the weld bead portion 36 that projects forward from the end 46a with respect to the end 46a is, for example, 20 mm or less. The same applies to the length of a portion of the weld bead portion 36 that projects forward from the end 46b with respect to the end 46b.

補剛ビード部38は、溶接ビード部36の延伸方向(前後方向)に直交する方向(左右方向)において、突き当て面44aから見て、溶接ビード部36と同じ側に設けられている。本実施形態では、例えば、前後方向における補剛ビード部38の長さが、左右方向における補剛ビード部38の長さよりも長くなるように、補剛ビード部38が形成される。なお、図18に示した例では、突き当て面44aの端部46aを基準として、補剛ビード部38の後端は、端部46aよりも後方に位置し、補剛ビード部38の前端は、端部46aよりも前方に位置している。しかしながら、補剛ビード部38の後端が、端部46aよりも前方に位置していてもよく、補剛ビード部38の前端が、端部46aよりも後方に位置していてもよい。   The stiffening bead portion 38 is provided on the same side as the welding bead portion 36 when viewed from the abutting surface 44a in a direction (left-right direction) orthogonal to the extending direction (front-rear direction) of the welding bead portion 36. In the present embodiment, for example, the stiffening bead portion 38 is formed such that the length of the stiffening bead portion 38 in the front-rear direction is longer than the length of the stiffening bead portion 38 in the left-right direction. In the example shown in FIG. 18, the rear end of the stiffening bead 38 is located behind the end 46a with respect to the end 46a of the abutting surface 44a, and the front end of the stiffening bead 38 is , Is located forward of the end 46a. However, the rear end of the stiffening bead portion 38 may be located ahead of the end portion 46a, and the front end of the stiffening bead portion 38 may be located behind the end portion 46a.

本実施形態では、補剛ビード部38は、幅(左右方向における長さ)が、補剛ビード部38の後端から前方に行くにつれて増加した後、補剛ビード部38の前端に向かって減少するように形成されている。本実施形態では、補剛ビード部38の前後方向における中央部が、左右方向において溶接ビード部36から離れる方向に膨らむように、複数のビード38aが設けられている。   In the present embodiment, the stiffening bead 38 has a width (length in the left-right direction) that increases from the rear end of the stiffening bead 38 toward the front and then decreases toward the front end of the stiffening bead 38. It is formed so that. In the present embodiment, the plurality of beads 38a are provided such that the central portion in the front-rear direction of the stiffening bead portion 38 expands in a direction away from the weld bead portion 36 in the left-right direction.

本実施形態では、補剛ビード部38において幅が最大となる部分(幅最大部)の前後方向における位置Pは、突き当て面44aの端部46aから前方に5mmの位置よりも後方に位置していることが好ましい。また、上記位置Pは、補剛ビード部38の前後方向における中心の位置Pよりも前方に位置することが好ましい。さらに、補剛ビード部38の前後方向における中心位置Pは、突き当て面44aの端部46aから後方に0〜10mmの範囲に位置していることが好ましい。なお、補剛ビード部38の幅最大部は、端部46aの近傍に設けられることが好ましい。 In the present embodiment, the position P 2 in the longitudinal direction of the part width in the stiffening bead portion 38 is maximum (maximum width portion) is positioned behind the position of 5mm forwardly from the end portion 46a of the abutting surface 44a Is preferred. Further, the position P 2 is preferably positioned in front of the position P 1 of the center in the longitudinal direction of the stiffening bead portion 38. Further, the center position P 1 in the longitudinal direction of the stiffening bead portion 38 is preferably from the end portion 46a of the abutting surface 44a is positioned in a range of 0~10mm backwards. The maximum width portion of the stiffening bead portion 38 is preferably provided near the end 46a.

なお、補剛ビード部38の後端は、例えば、突き当て面44aの端部46aから後方に40mmの位置よりも前方に位置することが好ましく、端部46aから後方に30mmの位置よりも前方に位置することがより好ましく、端部46aから後方に25mmの位置よりも前方に位置することがさらに好ましい。この場合、補剛ビード部38を配置するための領域が制限されていても、本発明を好適に利用できる。なお、補剛ビード部38の前後方向における長さLは、例えば、10.0mm以上に設定され、14.0mm以上に設定されることが好ましい。また、補剛ビード部38の長さLは、50.0mm以下に設定されることが好ましい。補剛ビード部38の最大幅(左右方向における最大長さ)は、例えば、5.0〜9.0mmに設定される。また、本実施形態では、左右方向における補剛ビード部38と突き当て面44aとの距離dは、例えば、16.0mm未満に設定される。距離dは、5.3mm以上に設定されることが好ましい。   In addition, it is preferable that the rear end of the stiffening bead portion 38 is located, for example, forward of a position 40 mm rearward from the end 46a of the abutting surface 44a, and forward of a position 30 mm rearward from the end 46a. Is more preferable, and it is still more preferable to be located ahead of the position of 25 mm behind the end 46a. In this case, the present invention can be suitably used even if the region for disposing the stiffening bead portion 38 is limited. The length L in the front-rear direction of the stiffening bead portion 38 is set to, for example, 10.0 mm or more, and is preferably set to 14.0 mm or more. Further, it is preferable that the length L of the stiffening bead portion 38 be set to 50.0 mm or less. The maximum width (the maximum length in the left-right direction) of the stiffening bead portion 38 is set to, for example, 5.0 to 9.0 mm. In the present embodiment, the distance d between the stiffening bead 38 and the abutment surface 44a in the left-right direction is set to, for example, less than 16.0 mm. It is preferable that the distance d is set to 5.3 mm or more.

本実施形態に係る溶接構造部材31では、上記のように補剛ビード部38を形成することにより、溶接ビード部36の延伸方向における第2板状部44の一方の端部と溶接ビード36との境界部近傍において、大きな応力が発生することを抑制することができる。これにより、溶接構造部材31の疲労強度を向上させることができる。   In the welding structural member 31 according to the present embodiment, by forming the stiffening bead portion 38 as described above, one end of the second plate-shaped portion 44 in the extending direction of the welding bead portion 36 and the welding bead 36 are formed. In the vicinity of the boundary portion, generation of a large stress can be suppressed. Thereby, the fatigue strength of the welded structural member 31 can be improved.

また、本実施形態では、突き当て面44aの端部46aの近傍であれば、補剛ビード部38が指定位置(設計上、指定された位置)から多少ずれた位置に形成されたとしても、同様の応力抑制効果を得ることができる。さらに、本実施形態では、溶接ビード部36の外側に、補剛ビード部38を形成すればよい。これらの結果、溶接構造部材31の疲労強度を容易に向上させることができる。   Further, in the present embodiment, if the stiffening bead portion 38 is formed at a position slightly deviated from the designated position (designated position) as long as the stiffening bead portion 38 is located near the end 46a of the abutting surface 44a. A similar stress suppression effect can be obtained. Further, in the present embodiment, a stiffening bead portion 38 may be formed outside the weld bead portion 36. As a result, the fatigue strength of the welded structural member 31 can be easily improved.

なお、上述の実施形態では、1つの補剛ビード部38を有する溶接構造部材31について説明したが、補剛ビード部38の数は、上述の例に限定されない。例えば、図19に示す溶接構造部材31aのように、突き当て面44aの端部46bの近傍にも同様に、補剛ビード部38を形成してもよい。   In the above-described embodiment, the welded structural member 31 having one stiffening bead portion 38 has been described, but the number of the stiffening bead portions 38 is not limited to the above example. For example, as in the case of the welding structure member 31a shown in FIG. 19, the stiffening bead portion 38 may be similarly formed near the end portion 46b of the abutment surface 44a.

上述の実施形態では、接合部材34が、平面視において直線状に延びる第2板状部44を有する場合について説明したが、第2板状部44の形状は上述の例に限定されない。   In the above-described embodiment, the case where the joining member 34 has the second plate-shaped portion 44 extending linearly in a plan view has been described, but the shape of the second plate-shaped portion 44 is not limited to the above-described example.

図20は、本発明のその他の実施形態に係る溶接構造部材31bのベース部材32、接合部材34(第2板状部44)の突き当て面44a、溶接ビード部36および一対の補剛ビード部38を、ベース部材32の平面42a(図16参照)に対して垂直な方向に投影した図である。なお、図20に示す溶接構造部材31bが上述の溶接構造部材31と異なるのは、接合部材34の第2板状部44が平面視においてV字形状を有している点、溶接ビード部36が平面視においてV字状に延びるように形成されている点、および一対の補剛ビード部38を有している点である。   FIG. 20 shows a base member 32 of a welding structural member 31b according to another embodiment of the present invention, an abutting surface 44a of a joining member 34 (second plate-like portion 44), a welding bead portion 36, and a pair of stiffening bead portions. FIG. 18 is a diagram in which 38 is projected in a direction perpendicular to a plane 42 a of the base member 32 (see FIG. 16). The welding structure member 31b shown in FIG. 20 differs from the above-described welding structure member 31 in that the second plate-like portion 44 of the joining member 34 has a V-shape in plan view, and the welding bead portion 36 Are formed so as to extend in a V-shape in plan view, and have a pair of stiffening bead portions 38.

本実施形態では、上記のように、第2板状部44が平面視においてV字形状を有しているので、突き当て面44aも、平面視においてV字形状を有している。溶接ビード部36は、接合部材34(第2板状部44)の外面に沿ってV字状に延びるように設けられている。   In the present embodiment, as described above, since the second plate-shaped portion 44 has a V-shape in plan view, the abutting surface 44a also has a V-shape in plan view. The weld bead portion 36 is provided so as to extend in a V shape along the outer surface of the joining member 34 (the second plate-shaped portion 44).

本実施形態では、図20に示すように、上記突き当て面44aの一対の端部(溶接ビード部36の延伸方向における端部)ごとに、上述の実施形態と同様に前後方向を定義して、上記一対の端部に対してそれぞれ補剛ビード部38が形成される。これにより、第2板状部44の両端部と溶接ビード部36との境界部近傍において、大きな応力が発生することを抑制することができる。その結果、溶接構造部材31bの疲労強度を向上させることができる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 20, the front-back direction is defined for each of a pair of ends (ends in the extending direction of the weld bead portion 36) of the abutting surface 44a in the same manner as in the above-described embodiment. A stiffening bead 38 is formed on each of the pair of ends. Accordingly, it is possible to suppress generation of a large stress in the vicinity of the boundary between the both ends of the second plate-shaped portion 44 and the weld bead portion 36. As a result, the fatigue strength of the welding structural member 31b can be improved.

なお、詳細な説明は省略するが、上述の解析モデル10と同様に、接合部材が平面視においてU字形状を有している場合にも、上記突き当て面の端部ごとに前後方向を定義して、本発明を適用できる。   Although a detailed description is omitted, the front-back direction is defined for each end of the abutting surface even when the joining member has a U-shape in plan view, similarly to the above-described analysis model 10. Then, the present invention can be applied.

本発明によれば、優れた疲労強度を有する溶接構造部材が得られる。したがって、本発明に係る溶接構造部材は、たとえば、車体の構成部材として好適に用いることができる。   According to the present invention, a welded structural member having excellent fatigue strength can be obtained. Therefore, the welded structural member according to the present invention can be suitably used, for example, as a constituent member of a vehicle body.

10 解析モデル
12,32 ベース部材
14,34 接合部材
16,36 溶接ビード部
20,30,38 補剛ビード部
31,31a,31b 溶接構造部材
10 Analytical model 12, 32 Base member 14, 34 Joining member 16, 36 Weld bead portion 20, 30, 38 Stiffening bead portion 31, 31a, 31b Welding structural member

Claims (4)

平面を有する厚みが4.5mm以下の第1板状部を含む、金属製のベース部材と、
前記ベース部材の前記平面に突き当てられた突き当て面、並びに前記突き当て面から前記平面に交差する方向に延びる互いに平行な第1面および第2面を有する厚みが4.5mm以下の第2板状部を含む、金属製の接合部材と、
前記突き当て面の前記第1面側の縁部に沿って延び、かつ前記ベース部材の前記平面と前記接合部材とを接合する溶接ビード部と、
前記ベース部材の前記平面上に形成され、かつ前記溶接ビード部に対して略平行に延びる補剛ビード部と、を備え、
前記接合部材の前記突き当て面、前記溶接ビード部および前記補剛ビード部を、前記ベース部材の前記平面に対して垂直な方向に投影した場合に、
前記溶接ビード部の延伸方向における前記突き当て面の端部を基準として、該端部から前記延伸方向に見て前記突き当て面が存在する方向を後方、その逆方向を前方とし、
前記溶接ビード部は、前記突き当て面の前記端部よりも前方に突出しており、
前記補剛ビード部は、前記溶接ビード部の延伸方向に直交する方向において、前記突き当て面から見て、前記溶接ビード部と同じ側に設けられ、
前記補剛ビード部の幅は、前記補剛ビード部の後端から前方に行くにつれて増加した後、前記補剛ビード部の前端に向かって減少する、溶接構造部材。
A metal base member including a first plate-shaped portion having a flat surface and a thickness of 4.5 mm or less;
A second surface having a thickness of 4.5 mm or less, having a butting surface abutted against the plane of the base member, and a first surface and a second surface parallel to each other extending from the abutting surface in a direction intersecting the plane. Including a plate-shaped portion, a metal joining member,
A welding bead portion extending along the edge of the abutting surface on the first surface side and joining the flat surface of the base member and the joining member;
A stiffening bead portion formed on the plane of the base member and extending substantially parallel to the welding bead portion,
When the abutting surface of the joining member, the weld bead portion and the stiffening bead portion are projected in a direction perpendicular to the plane of the base member,
With reference to the end of the abutting surface in the extending direction of the weld bead portion, the direction in which the abutting surface exists as viewed from the end in the extending direction is the rear, and the opposite direction is the front,
The weld bead portion projects forward from the end of the abutment surface,
The stiffening bead portion is provided on the same side as the weld bead portion, as viewed from the abutting surface, in a direction perpendicular to the direction in which the weld bead portion extends,
The welded structural member, wherein a width of the stiffening bead portion increases from a rear end of the stiffening bead portion to a forward direction, and then decreases toward a front end of the stiffening bead portion.
前記補剛ビード部のうち幅が最大となる部分は、前記突き当て面の前記端部から前方に5mmの位置よりも後方に位置する、請求項1に記載の溶接構造部材。   The welding structural member according to claim 1, wherein a portion of the stiffening bead portion having a maximum width is located forward of a position 5 mm from the end of the abutting surface. 前記補剛ビード部の前後方向における中心は、前記突き当て面の前記端部から後方に0〜10mmの範囲に位置する、請求項1または2に記載の溶接構造部材。   The welding structure member according to claim 1, wherein a center of the stiffening bead portion in the front-rear direction is located in a range of 0 to 10 mm rearward from the end of the abutment surface. 前記補剛ビード部のうち幅が最大となる部分は、前記補剛ビード部の前後方向における中心よりも前方に位置する、請求項1から3のいずれかに記載の溶接構造部材。   The welded structural member according to any one of claims 1 to 3, wherein a portion of the stiffening bead portion having a maximum width is located forward of a center of the stiffening bead portion in the front-rear direction.
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