JP4980503B2 - スポット溶接部の破断解析方法、装置、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Description
(1) スポット溶接される鋼板それぞれの板厚tと、引張強さTSと、伸びElと、ナゲット部の化学成分と、溶接部のナゲット径dと、溶接部の隣接する溶接部、エッジ又は稜線との距離で決まる有効幅Bと、断面高さHとの少なくとも一つに基づいて、所定の破断モードでの溶接部の最大許容荷重値を求める手順と、
前記所定の破断モードに応じて、前記溶接部の最大許容荷重値に到達後の時々刻々の許容荷重値を求め、当該許容荷重値が0となる変位又は時刻を求める手順とを有することを特徴とするスポット溶接部の破断解析方法。
(2) 前記所定のモードとして、荷重型破断、モーメント型破断及びナゲット内破断を用いることを特徴とする(1)に記載のスポット溶接部の破断解析方法。
(3) 前記所定の破断モードはモーメント型破断であり、その最大許容荷重値は断面高さHで補正されることを特徴とする(1)に記載のスポット溶接部の破断解析方法。
(4) 前記所定の破断モードはナゲット内破断であり、その最大許容荷重値を求める際に、溶接する試験片の種類i(i=1〜n)として下式で表わされるナゲット部炭素当量の厚み方向の重み付き平均Ceq
Ceq=Σi=1 n{ti・Ceq i}/Σi=1 n{ti}
を用いることを特徴とする(1)に記載のスポット溶接部の破断解析方法。
(5) 前記最大許容荷重値を求める手順では、前記溶接される鋼板が3枚以上のときには、該3枚以上の鋼板を接合する2箇所以上の溶接部について別々に判定し、その際、裏面側で重なっている鋼板の板厚は該重なっている鋼板の板厚の総和とすることを特徴とする(1)に記載のスポット溶接部の破断解析方法。
(6) 破断詳細情報の出力を行うことを特徴とする(1)に記載のスポット溶接部の破断解析方法。
(7) スポット溶接される鋼板それぞれの板厚tと、引張強さTSと、伸びElと、ナゲット部の化学成分と、溶接部のナゲット径dと、溶接部の隣接する溶接部、エッジ又は稜線との距離で決まる有効幅Bと、断面高さHとの少なくとも一つに基づいて、所定の破断モードでの溶接部の最大許容荷重値を求める手段と、
前記所定の破断モードに応じて、前記溶接部の最大許容荷重値に到達後の時々刻々の許容荷重値を求め、当該許容荷重値が0となる変位又は時刻を求める手段とを備えたことを特徴とするスポット溶接部の破断解析装置。
(8) スポット溶接される鋼板それぞれの板厚tと、引張強さTSと、伸びElと、ナゲット部の化学成分と、溶接部のナゲット径dと、溶接部の隣接する溶接部、エッジ又は稜線との距離で決まる有効幅Bと、断面高さHとの少なくとも一つに基づいて、所定の破断モードでの溶接部の最大許容荷重値を求める処理と、
前記所定の破断モードに応じて、前記溶接部の最大許容荷重値に到達後の時々刻々の許容荷重値を求め、当該許容荷重値が0となる変位又は時刻を求める処理とをコンピュータに実行させるためのプログラム。
(9) スポット溶接される鋼板それぞれの板厚tと、引張強さTSと、伸びElと、ナゲット部の化学成分と、溶接部のナゲット径dと、溶接部の隣接する溶接部、エッジ又は稜線との距離で決まる有効幅Bと、断面高さHとの少なくとも一つに基づいて、所定の破断モードでの溶接部の最大許容荷重値を求める処理と、
前記所定の破断モードに応じて、前記溶接部の最大許容荷重値に到達後の時々刻々の許容荷重値を求め、当該許容荷重値が0となる変位又は時刻を求める処理とをコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
図1は、本実施形態に係るスポット溶接部の破断解析装置100の構成を示す図である。101は入力部であり、スポット溶接される鋼板それぞれの板厚t、引張強さTS、伸びEl、ナゲット部の化学成分、溶接部のナゲット径d、隣接する溶接部、エッジ又は稜線との距離で決まる有効幅B、断面高さHを入力する。
B´=B+a−b/(cH+d)・・・(1)
a,b,c,d:係数
まず、入力情報を読み込ませる(ステップS1)。鋼板A,Bをスポット溶接する場合の入力項目を表1に示す。破断モードによって判定に用いられる入力項目は異なるが、ここに挙げたすべての入力項目を用いることで、すべての破断モードに対する評価を行うことができ、最も早く最大許容荷重値に達した破断モードを知ることが可能となる。
ここで、
TS:引張強さ(MPa)、t:試験片の厚さ(mm)、F:破断限界張力(N)
Fs=TS・W・t/α ・・・(3)
Mlim=Mp´/γ ・・・(5)
Ceq=Σi=1 n{ti・Ceq i}/Σi=1 n{ti}・・・(7)
ここで、d:ナゲット径(mm)、Ceq:ナゲット部炭素当量の厚み方向の重み付き平均、t:試験片の厚さ(mm)、i:溶接する試験片の種類(i=1〜n)、e,f,g:係数
v2002 user's manualを参照する。
実施例1の実験条件と実験結果を表3に示す。
実施例2の実験条件と実験結果を表5に示す。発明例1、比較例2においては、破断モードが荷重型破断である。
実施例3の実験条件を表6に示す。
ハット:ハット底部直線45mm、フランジ幅20mm、断面高さ43mm、全長370mm
平板:幅100mm、長さ360mm
スポット溶接間隔:40mm
落重軸圧潰試験:落錘重量140kg、初速36km/h
有効幅としては、いずれの例でもハット側部材にはフランジ幅20mmを、平板材には幅の半分の50mmを入力し、試験結果は、2打点にプラグ破断が発生した。
実施例4の実験条件と実験結果を表8に示す。
実施例5の実験条件を表10に示し、鋼板A−B−Cの順の3枚重ねとし、鋼板Aと鋼板Cを掴んで引っ張る引張せん断試験を行ったところ、鋼板Aがプラグ破断し、破断荷重15.9kNであった。
実施例6の実験条件を表12に示す。
ハット:ハット底部直線45mm、フランジ幅20mm、断面高さ48mm、全長370mm
平板:幅100mm、長さ360mm
スポット溶接間隔:46mm
ナゲット径条件:(1)6.0mm、(2)5.0mm
落重軸圧潰試験:落錘重量140kg、初速36km/h
Claims (9)
- スポット溶接される鋼板それぞれの板厚tと、引張強さTSと、伸びElと、ナゲット部の化学成分と、溶接部のナゲット径dと、溶接部の隣接する溶接部、エッジ又は稜線との距離で決まる有効幅Bと、断面高さHとの少なくとも一つに基づいて、所定の破断モードでの溶接部の最大許容荷重値を求める手順と、
前記所定の破断モードに応じて、前記溶接部の最大許容荷重値に到達後の時々刻々の許容荷重値を求め、当該許容荷重値が0となる変位又は時刻を求める手順とを有することを特徴とするスポット溶接部の破断解析方法。 - 前記所定のモードとして、荷重型破断、モーメント型破断及びナゲット内破断を用いることを特徴とする請求項1に記載のスポット溶接部の破断解析方法。
- 前記所定の破断モードはモーメント型破断であり、その最大許容荷重値は断面高さHで補正されることを特徴とする請求項1に記載のスポット溶接部の破断解析方法。
- 前記所定の破断モードはナゲット内破断であり、その最大許容荷重値を求める際に、溶接する試験片の種類i(i=1〜n)として下式で表わされるナゲット部炭素当量の厚み方向の重み付き平均Ceq
Ceq=Σi=1 n{ti・Ceq i}/Σi=1 n{ti}
を用いることを特徴とする請求項1に記載のスポット溶接部の破断解析方法。 - 前記最大許容荷重値を求める手順では、前記溶接される鋼板が3枚以上のときには、該3枚以上の鋼板を接合する2箇所以上の溶接部について別々に判定し、その際、裏面側で重なっている鋼板の板厚は該重なっている鋼板の板厚の総和とすることを特徴とする請求項1に記載のスポット溶接部の破断解析方法。
- 破断詳細情報の出力を行うことを特徴とする請求項1に記載のスポット溶接部の破断解析方法。
- スポット溶接される鋼板それぞれの板厚tと、引張強さTSと、伸びElと、ナゲット部の化学成分と、溶接部のナゲット径dと、溶接部の隣接する溶接部、エッジ又は稜線との距離で決まる有効幅Bと、断面高さHとの少なくとも一つに基づいて、所定の破断モードでの溶接部の最大許容荷重値を求める手段と、
前記所定の破断モードに応じて、前記溶接部の最大許容荷重値に到達後の時々刻々の許容荷重値を求め、当該許容荷重値が0となる変位又は時刻を求める手段とを備えたことを特徴とするスポット溶接部の破断解析装置。 - スポット溶接される鋼板それぞれの板厚tと、引張強さTSと、伸びElと、ナゲット部の化学成分と、溶接部のナゲット径dと、溶接部の隣接する溶接部、エッジ又は稜線との距離で決まる有効幅Bと、断面高さHとの少なくとも一つに基づいて、所定の破断モードでの溶接部の最大許容荷重値を求める処理と、
前記所定の破断モードに応じて、前記溶接部の最大許容荷重値に到達後の時々刻々の許容荷重値を求め、当該許容荷重値が0となる変位又は時刻を求める処理とをコンピュータに実行させるためのプログラム。 - スポット溶接される鋼板それぞれの板厚tと、引張強さTSと、伸びElと、ナゲット部の化学成分と、溶接部のナゲット径dと、溶接部の隣接する溶接部、エッジ又は稜線との距離で決まる有効幅Bと、断面高さHとの少なくとも一つに基づいて、所定の破断モードでの溶接部の最大許容荷重値を求める処理と、
前記所定の破断モードに応じて、前記溶接部の最大許容荷重値に到達後の時々刻々の許容荷重値を求め、当該許容荷重値が0となる変位又は時刻を求める処理とをコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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