板金(SPCC t1.6)曲げ加工部の疲労寿命計算方法と問題解決手段

質問

• SPCC材の板金を曲げ加工した構造部品の疲労破壊が問題となった場合、補強の方法や応力解析を行って寿命を推定することが考えられる。
• 応力シミュレーションや亀裂要素の使用、材質変化や残留応力の考慮、計算定数と補正係数の入手が問題となる。
• シミュレーションで詳細に求めることは無意味ではないが、情報を得て諦めることなく最適な解決策を見つけたい。

回答No.1

noname#230359

PLANETです。
この問題はやっかいです。
シミュレーションと実際では絶対違います。
有限要素法で解析しても（ＦＥＭなど）金具の取付角度が水平な場合と少し傾いた状態など実際のものを完全にシミュレーションするのは困難で、あくまでもシミュレーションは目安です。
coffin-mansonの式を利用するのもやはり目安です。
パラメータのとり方がまず最初に問題になります。
これらをすべて考慮すると並列計算をする羽目になり、多変数解析を行うことになり４～５日ＰＣは計算しっぱなしになります。
それより実際に試験すべきで、ここで得られた数値でシミュレーションしてみてはいかが。
まあ、このあたりはノウハウですね。
特に、マイクロクラックについてはＳＥＭで一応見ておいて実際の１．６ｔＳＰＣＣが有効等価板厚が幾つになっているか、残留応力がどの程度入っていて使える応力はどれだけかがおおよそ見積もれます。
これらをいきなりシミュレーションして本当の数値が得られたとしてもそれを証明できる根拠が必要で、結局試験して実物でこうなってシミュレーションでもよく一致が確認できるのでこの寿命計算は正しいと持っていくよりしょうがないですね。
単純形状、単純応力でも実際は治具の傾きやマイクロクラック、衝撃波形などで一気に行列計算の化け物に変身しますから、すぐ試験できる環境があればもっとも速く正確です。
ハイテクはローテクで証明されます。
ご参考まで。
（私の応力計算はｐｒｏ－ｅ　のメカニカルで計算しています。ｆｅｍを使った有限要素法で定性と定量解析が可能で応力分布がきれいにでます。
問題はセグメントをあまり細かくすると計算に１週間程度かかってしまうものもあります。最初はｐｃが壊れたかと思った）
寿命計算と熱計算は本当によく外れますね・・・・ははは
お互いにがんばりましょうね。

お礼

ありがとうございます。別件の質問の時も指摘を受けましたが、まず顕微鏡で曲げ部をよく見てみます。とは言ってもＳＥＭは持っていませんので、調べてみたらキーエンスから出ているようですね。値段は分かりませんが。