Ninshu Ma

Compared with similar materials, the residual stress of dissimilar materials in laser deposition is significantly different, which is mainly related to the material properties.

© 2018 Institute of Physics Publishing. All rights reserved. A hybrid method combining the accelerated explicit and the implicit FEM was developed for simulation of welding thermal stress. Furthermore, to reduce the computing time and keep the sim...

船舶等の溶接構造物において、溶接部の品質を評価するためには、残留応力分布を正確に把握する必要がある。しかし、残留応力の測定には、多くの時間と費用が必要となる。そこで本研究では、熱弾塑性FEMを活用して、厚板突合せ溶接継手の残留応力分布の予測を行った。また、残留応力分布に及ぼす施工条件の影響について調査を行った。

著者らが開発した有限要素法ソフトウェアJWRIAN-hybridを用いてLaser Assisted Melal/Plastics接合プロセスにおける非定常熱伝導現象と熱応力・残留応力を解析する．さらに温度場，温度履歴および残留応力の分布を予測し，熱量の影響も検討する．

本研究では，薄板アルミA5052と樹脂PA6の摩擦重ね接合中における熱発生や熱伝導の数値解析モデルを構築し，接合条件（ツール回転，軸変位および摩擦係数等）と接合時の温度分布および接合領域の形成過程を定量評価した．

高温割れ感受性に関する基礎試験であるTrans-Varestraint試験は，溶接中の試験片に曲げ変形を付与することで強制的に割れを発生させ、割れ感受性指標である"BTR"および"限界ひずみ"を求める試験法である。本研究では、FEM熱弾塑性解析を用いてTrans-Varestraint試験の力学現象を解析し，特に溶接部およびその周辺の温度・ひずみ分布について詳細な検討を行う。

材料を変えることにより傾斜機能材の3D造形を可能とする次世代3Dプリンティング技術を確立するため，まず金属とセラミックスの異種材料を研究対象とし，機能傾斜材をレーザ熱源を用いた3Dプリンティングにより製作した．ハイブリッド解法に基づく研究ソフトJWRIAN-Hybridを用いて，異種材料3Dプリンティングの非定常熱伝導解析と残留応力解析を行い，それらの結果を報告する．

溶接熱・構造の連成問題を高速で解析するため，加熱過程と冷却過程にそれぞれ陽解法と陰解法を適用するハイブリッド解法やソリッド要素およびシェル要素を用いるハイブリッドモデリング手法を提案した．提案手法に基づくハイブリッド有限要素法の溶接プログラムJWRIAN-Hybridを開発し，溶接非定常熱伝導・熱弾塑性力学挙動の解析を実施し，解析精度を保証しながら，解析時間の大幅な短縮を確認した．

本研究では，熱弾塑性有限要素法の研究ソフトJWRIAN-hybridにより異種材料の3Dプリンティング残留応力やろう接残留応力を計算し，さらに汎用ソフトLS-DYNAを用いてろう接残留応力を考慮した強度評価を行った．解析結果と実験結果を比較しながら，脆性破壊の限界応力を同定し，破断位置を予測した．