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NPMAX = 700687
NEMAX = 521623
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
-300 -200 -100 0 100 200 300
D
C
B
節点⑦～⑫
Coordinate in y direction (mm)
Dis
pla
cem
ent
of
z dir
ecti
on (
mm
)
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
-380 -360 -340 -320 -300 -280 -260 -240
N
M
L
節点⑦～⑫
Coordinate in y direction (mm)
Dis
pla
cem
ent
of
z d
irec
tio
n (
mm
)
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
3400 3440 3480 3520 3560 3600 3640 3680
IEFEMISM-陰解法実験結果
節点1-19
Coordinate in x direction (mm)
Dis
pla
cem
ent
of
z d
irec
tio
n (
mm
)
理想化陽解法FEMを用いた溶接変形解析の実機適用
研究背景・目的 薄板構造物の溶接変形問題
薄板構造物
船舶・自動車・航空機
理想化陽解法FEM(IEFEM)を用いた 大規模実構造物の溶接変形予測
設計：薄肉化・小型化・接合法改良
材料：高強度化
加工：新しいプレスによる強度化
妥当性検証 解析モデル及び解析条件
節点数：41310
要素数：33360
電流
[A] 電圧
[V] 溶接速度
[mm/sec] 254.3 24.3 13.33
実構造物に関する検討
解析モデル:サスペンションメンバー
1) 理想化陽解法FEMを基礎継手の溶接変形予測解析に適用した結果，静的陰解法(ISM-陰解法)および実験結果と良好に一致することがわかった．
2) 理想化陽解法FEMを自動車車両の複雑構造物の溶接変形予測解析に適用した結果，ISM-陰解法および実験結果と良好に一致することがわかった．
解析結果と実験結果の比較
IEFEM
実験結果と解析結果が良好に一致
節点数：700687
要素数：521623
溶接パーツ数：21
熱伝導解析結果
熱弾塑性解析結果
全 43 パス
計算時間：50時間
解析モデル:リアクロスメンバー
変位量計測点
13箇所
8箇所 8箇所
IEFEM
大規模かつ複雑な形状の多数パスの溶接問題を高速に計算可能で実験結果とも良好に一致する
0.35
0.200.04
-0.12-0.27
-0.43-0.58
-0.74
-0.89
-1.05
-1.20
(mm)
解析モデル:サイドレールメンバー
IEFEM
Z軸方向変位量分布
熱弾塑性解析結果
IEFEMの計算結果がISM・実験と一致
対環境負荷の低減
材料・溶接方法の変化
自動溶接時に発生する変形を予測することが重要
自動車の溶接
自動溶接
結言
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
-100 -50 0 50 100
IEFEMISM-陰解法実験結果
節点⑦～⑫
Coordinate in y direction (mm)
Dis
pla
cem
ent
of
z d
irec
tion (
mm
)
A
B
Z軸方向変位量分布
全 11 パス
計算時間：2.4時間
熱弾塑性解析結果
Z軸方向変位量分布
節点数：226392
要素数：168945
溶接パーツ数：2
Z軸方向変位量分布
A
B-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
900 1000 1100 1200 1300 1400 1500
ISM-陰解法IEFEM実験結果
節点1-19
Coordinate in x direction (mm)
Dis
pla
cem
ent
of
z d
irec
tio
n (
mm
)
D C
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
-320 -240 -160 -80 0 80 160 240 320
ISM-陰解法IEFEM実験結果
節点1-19
Coordinate in y direction (mm)
Dis
pla
cem
ent
of
z d
irec
tion (
mm
)
全 15 パス
計算時間：4.8時間
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
900 1000 1100 1200 1300 1400 1500
IEFEMISM-陰解法実験結果
節点1-19
Coordinate in x direction (mm)
Dis
pla
cem
ent
of
z dir
ecti
on (
mm
)
IEFEM
Experiment
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
900 1000 1100 1200 1300 1400 1500
IEFEMISM-陰解法実験結果
節点1-19
Coordinate in x direction (mm)
Dis
pla
cem
ent
of
z d
irec
tio
n (
mm
)
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
900 1000 1100 1200 1300 1400 1500
IEFEMISM-陰解法実験結果
節点1-19
Coordinate in x direction (mm)
Dis
pla
cem
ent
of
z dir
ecti
on (
mm
)
IEFEM
ISM
Experiment
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
900 1000 1100 1200 1300 1400 1500
IEFEMISM-陰解法実験結果
節点1-19
Coordinate in x direction (mm)D
ispla
cem
ent
of
z dir
ecti
on (
mm
)
IEFEM
ISM
Experiment
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
220 240 260 280 300 320 340 360
I
H
G
節点⑦～⑫
Coordinate in y direction (mm)
Dis
pla
cem
ent
of
z dir
ecti
on (
mm
)
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
900 1000 1100 1200 1300 1400 1500
IEFEMISM-陰解法実験結果
節点1-19
Coordinate in x direction (mm)
Dis
pla
cem
ent
of
z dir
ecti
on (
mm
)
IEFEM
ISM
Experiment
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
900 1000 1100 1200 1300 1400 1500
IEFEMISM-陰解法実験結果
節点1-19
Coordinate in x direction (mm)
Dis
pla
cem
ent
of
z dir
ecti
on (
mm
)
IEFEM
ISM
Experiment
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
900 1000 1100 1200 1300 1400 1500
IEFEMISM-陰解法実験結果
節点1-19
Coordinate in x direction (mm)
Dis
pla
cem
ent
of
z dir
ecti
on (
mm
)
IEFEM
ISM
Experiment
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
900 1000 1100 1200 1300 1400 1500
IEFEMISM-陰解法実験結果
節点1-19
Coordinate in x direction (mm)
Dis
pla
cem
ent
of
z dir
ecti
on (
mm
)
IEFEM
ISM
Experiment
大阪府立大学大学院 〇 前田新太郎，原田貴明，生島一樹，河原充，柴原正和
トヨタ自動車株式会社 桑原仁志，加藤大雄
株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング 金武完明，横道健
全 2 パス
