JPH06317411A - 溶接継手の疲労強度判定方法 - Google Patents

溶接継手の疲労強度判定方法

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JPH06317411A
JPH06317411A JP10573193A JP10573193A JPH06317411A JP H06317411 A JPH06317411 A JP H06317411A JP 10573193 A JP10573193 A JP 10573193A JP 10573193 A JP10573193 A JP 10573193A JP H06317411 A JPH06317411 A JP H06317411A
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JP
Japan
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bead
shape
notch
welded joint
toe
Prior art date
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JP10573193A
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English (en)
Inventor
Takayuki Shimodaira
貴之 下平
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 応力集中係数に代えて切欠き係数を用いるこ
とにより正確にビード形状の良否を判定できるようにし
た溶接継手の疲労強度判定方法を提供する。 【構成】 溶接継手の溶接ビードの形状を測定し、その
測定結果からビード形状の良否を判定する溶接継手の疲
労強度判定方法において、上記測定された溶接ビード形
状からビード止端半径R1,フランク角θ1およびビード
高h2さをそれぞれ求めるとともに、溶接構造物1を構
成する板材の厚さt1を入力し、上記ビード止端半径
1,フランク角θ1,ビード高さh2および板厚t1に基
づいて溶接ビード止端部の切欠き係数βを演算し、その
演算結果を許容値と比較することによりビード形状の良
否を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶接継手における溶接
ビード形状の良否を判定する判定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、溶接継手の溶接ビード断面を光切
断プロフィールで得る方法(特開昭57−137082
号公報)や、溶接ビードの上面と側面の映像からビード
形状をデジタル演算により求める方法(特開昭60−1
35705公報)が知られている。また、溶接ビードの
疲労強度の保障方法としては、例えば特開平3−207
595号公報に開示されているように、溶接ビードの止
端半径、ビード高さ、フランク角から溶接止端部におけ
る応力集中係数を求め、この応力集中係数が所定の基準
値以下となるように上記フランク角,止端半径ビード高
さを制御する方法が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
上記応力集中係数は、その値が大きくなると基準となる
疲労破壊曲線に合致しなくなるため、上記特開平3−2
07595号公報のように応力集中係数を用いてビード
形状の良否を判定すると、応力集中係数が大きい場合に
正確な判定ができない。
【0004】本発明の目的は、応力集中係数に代えて切
欠き係数を用いることにより正確にビード形状の良否を
判定できるようにした溶接継手の疲労強度判定方法を提
供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、溶接継手の溶
接ビードの形状を測定し、その測定結果からビード形状
の良否を判定する溶接継手の疲労強度判定方法に適用さ
れる。そして、上記測定された溶接ビード形状からビー
ド止端半径,フランク角およびビード高さをそれぞれ求
めるとともに、溶接構造物を構成する板材の厚さを入力
し、上記ビード止端半径,フランク角,ビード高さおよ
び板厚に基づいて溶接ビード止端部の切欠き係数を演算
し、その演算結果を許容値と比較することによりビード
形状の良否を判定するようにし、これにより上記問題点
を解決する。
【0006】
【作用】一般に切欠き係数は、上記応力集中係数と異な
りその値の大小に拘らずビード止端部における疲労強度
の度合を正確に表すものである。したがって、このよう
な切欠き係数を用いてビード形状の良否を判定すること
により正確な判定を行える。
【0007】
【実施例】図1〜図4により本発明の一実施例を説明す
る。図1は本実施例における溶接継手の疲労強度判定装
置のブロック図であり、1は溶接継手によって接合され
た溶接構造物を示す。11は溶接継手の溶接ビードおよ
びその近傍を撮像する撮像装置、12は撮像装置11の
撮像結果に応じたビード形状データを出力する形状測定
装置であり、形状測定装置12の出力はマイクロコンピ
ュ−タ(以下、マイコンと呼ぶ)13の演算部13aに
入力される。ここで、撮像装置11および形状測定装置
12としては、例えば上記特開昭60−135705公
報に開示されたような装置を用いればよい。
【0008】マイコン13は、演算部13a,比較部1
3bおよび判定部13cから成り、演算部13aには、
操作者によって設定された各種補足データ(ビード止端
部の切欠き係数を演算するためのデータ)が第1の入力
装置14を介して入力されるとともに、比較部13bに
は第2の入力装置15を介して許容切欠き係数βallが
入力される。ここで、図2は切欠き係数(疲労強度低減
係数ともいう)に公称応力を乗じた値(局部応力)と疲
労寿命との関係を示した特性図であり、操作者は、この
特性図から所望の疲労寿命値に応じた許容切欠き係数β
allを設定し、これを第2の入力装置15を介して入力
する。
【0009】演算部13aは、上記形状入力装置12か
らの溶接ビード形状データからビード止端半径Rやフラ
ンク角θ(図3参照)などを演算するとともに、その演
算結果と上記補足データとに基づいて後述するように切
欠き係数βを演算し、比較部13bはこの切欠き係数β
を第2の入力装置15からの許容切欠き係数βallと比
較する。判定部13cはその比較結果に基づいてビード
形状の良否、すなわち上記所望の疲労寿命値が得られる
か否かを判定する。16は表示装置であり、上記判定部
13cの判定結果をモニタ画面に表示する。
【0010】次に、図4のフローチャートに基づいて上
記マイコン13による制御の詳細手順を説明する。不図
示の制御開始スイッチがオンされるとこのプログラムが
起動され、まずステップS1で形状測定装置12から溶
接ビードの形状データを、第1の入力装置14から補足
データをそれぞれ演算部13aに取り込むとともに、第
2の入力装置15から許容切欠き係数βallを比較部1
3bに取り込む。ここで、上記補足データは、図3の溶
接構造物1を構成する各板材21,22の板厚t1,t2
と、板材21,22の基準線L1,L2を決定するための
形状データ上の基準点A,A’,B,B’の座標値であ
り、いずれも操作者によって入力された値である。
【0011】ステップS2では、上記形状データおよび
補足データから溶接ビード止端部P1,P2における止端
半径R,フランク角θおよびビード長h1,ビード高さ
2をそれぞれ演算部13aにて演算する。この演算処
理の詳細を説明すると、まず上記入力された基準点A,
A’,B,B’から基準線L1,L2を直線の関数として
求め、この基準線L1,L2の交点Cを求める。次に、基
準点Aから交点C側に基準線L1上の形状データの有無
を検出してゆき、形状データが検出されなくなった位置
から1つ手前の形状データの座標をビード止端点Dとし
て決定する。そして、基準線L1上の点C−D間の距離
をビード長h1として決定する。次に、点Dから連続し
た3つの形状データをビード止端部P1に沿って検索
し、ビード止端半径R1を求める。つまり円の方程式は
円周上の3点が分かれば求まるので、上記3点の座標か
らビード止端円O1の半径(ビード止端半径)R1を求め
ることができる。
【0012】止端半径R1が求まると、点D以降の形状
データを順に検索してゆき、その都度その検索データが
上記ビード止端円Oの円周上に存在するか否かを判定
し、円周上に存在しなくなった点から1つ前の形状デー
タの座標を点Eとする。そして、点Eにおける上記円の
接線Lo1と基準線L1とのなす角度θ1をフランク角と
して求める。次に、点Bから点Cに向けて基準線L2
の形状データの有無を判定し、形状データがなくなった
1つ手前の形状データをビード止端点Fとする。そし
て、点C−F間の距離をビード高さh2とする。また同
様にして、ビード止端部P2側の止端半径R2およびフラ
ンク角θ2をも演算する。
【0013】次に、ステップS3では、上記演算された
各パラメタR1,θ1,h2と、入力された板厚t1とから
次式によりビード止端部P1における応力集中係数α1
演算する。
【数1】 次いで、上記応力集中係数α1から次式によりビード止
端部P1における切欠き係数β1を演算する。
【数2】 また、上記パラメタR1,θ1,h2,t1に代えてR2
θ2,h1,t2を用いて、(1)式によりビード止端部
2における応力集中係数α2を求めるとともに、(2)
式によりビード止端部P2における切欠き係数β2を演算
する。
【0014】その後、ステップS4では、上記演算され
た切欠き係数β1,β2を比較部13bに転送し、比較部
13bは、切欠き係数β1,β2と上記入力された許容切
欠き係数βallとを比較する。ステップS5では、上記
比較結果に基づいて判定部13cによりβ1<βallかつ
β2<βallか否かを判定し、肯定されるとステップS6
で表示装置16により「良」表示、すなわち所望の疲労
寿命値が得られる旨の表示を行い、否定されるとステッ
プS7で「不良」表示、すなわち所望の疲労寿命値が得
られない旨の表示を行う。
【0015】以上のように本実施例では、ビード止端部
における切欠き係数に基づいてビード形状の良否が判定
される。一般に切欠き係数は、上記応力集中係数と異な
りその値の大小に拘らずビード止端部における応力集中
の度合を正確に表すものであるから、このような切欠き
係数を用いてビード形状の良否を判定することにより正
確な判定を行える。
【0016】なお以上では、溶接継手としてT型継手を
用いた例を示したが、その他の種類の継手、例えば突合
せ継手にも本発明方法を適用できる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明方法によれ
ば、測定された溶接ビード形状から切欠き係数の演算に
必要な各パラメタをもとめるとともに、これらのパラメ
タと溶接構造物を構成する板材の厚さとに基づいて溶接
ビード止端部の切欠き係数を演算し、その演算結果を許
容値と比較することによりビード形状の良否を判定する
ようにしたので、応力集中係数の大小に拘らず正確な判
定結果を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例に係る溶接継手の疲労強度判定装置を
示すブロック図。
【図2】疲労寿命と局部応力との関係を示す特性図。
【図3】溶接継手および各パラメタを示す図。
【図4】実施例の動作を説明するフローチャート。
【符号の説明】
1 溶接構造物 11 撮像装置 12 形状測定装置 13 マイクロコンピュ−タ 14,15 入力装置 16 表示装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶接継手の溶接ビードの形状を測定し、
    その測定結果からビード形状の良否を判定するにあた
    り、 前記測定された溶接ビード形状からビード止端半径,フ
    ランク角およびビード高さをそれぞれ求めるとともに、
    溶接構造物を構成する板材の厚さを入力し、前記ビード
    止端半径,フランク角,ビード高さおよび板厚に基づい
    て溶接ビード止端部の切欠き係数を演算し、その演算結
    果を許容値と比較することにより前記ビード形状の良否
    を判定することを特徴とする溶接継手の疲労強度判定方
    法。
JP10573193A 1993-05-06 1993-05-06 溶接継手の疲労強度判定方法 Pending JPH06317411A (ja)

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