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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-04
(45)【発行日】2023-07-12
(54)【発明の名称】鉄道車両用台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度評価方法
(51)【国際特許分類】
B61F 5/52 20060101AFI20230705BHJP
G01N 3/00 20060101ALI20230705BHJP
B23K 31/00 20060101ALI20230705BHJP
【ＦＩ】
B61F5/52
G01N3/00 Q
B23K31/00 K
B23K31/00 A
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2019214640
(22)【出願日】2019-11-27
(65)【公開番号】P2021084522
(43)【公開日】2021-06-03
【審査請求日】2022-07-06
(73)【特許権者】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001748
【氏名又は名称】弁理士法人まこと国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】加藤 孝憲
(72)【発明者】
【氏名】下川 嘉之
(72)【発明者】
【氏名】亀甲 智
(72)【発明者】
【氏名】谷峰 輝彦
(72)【発明者】
【氏名】近藤 修
(72)【発明者】
【氏名】牧野 泰三
【審査官】塚本 英隆
(56)【参考文献】
【文献】特開２００５－１９０２４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－１９３１６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平５－１５７５４５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６１Ｆ ５／５２
Ｇ０１Ｎ ３／００
Ｂ２３Ｋ ３１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
鉄道車両用の台車枠を構成する部材間に形成されたＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度を評価する方法であって、ひずみゲージの前記Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部に近い方のゲージ端が前記Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部の溶接止端部の近傍に位置するように、前記ひずみゲージを前記部材に貼付し、前記台車枠に静荷重試験を実施することで、応力を測定する第１工程と、
前記Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部に相当する溶接部が設けられた試験片に、前記第１工程と同等の貼付位置にひずみゲージを貼付し、前記試験片に疲労試験を実施することで、疲労限度を測定する第２工程と、
前記第１工程で測定した前記応力と、前記第２工程で測定した前記疲労限度とを比較することで、前記Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度を評価する第３工程と、
を含む鉄道車両用台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度評価方法。
【請求項2】
前記第１工程において、前記台車枠に静荷重試験を実施することに代えて、前記台車枠の有限要素モデルを作成し、前記作成した前記有限要素モデルを用いて前記静荷重試験を模擬した有限要素法解析を実行することで、前記ひずみゲージを貼付する領域に対応する評価領域での応力を算出し、前記第３工程において、前記台車枠に静荷重試験を実施することで測定した応力と前記第２工程で測定した疲労限度とを比較することに代えて、前記第１工程で算出した前記評価領域での応力と第２工程で測定した前記疲労限度とを比較する、
請求項１に記載の鉄道車両用台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度評価方法。
【請求項3】
前記第１工程で作成する前記有限要素モデルの隣り合う節点間の距離が８ｍｍ以下である、請求項２に記載の鉄道車両用台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度評価方法。
【請求項4】
前記第１工程で作成する前記有限要素モデルの前記Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部の溶接止端部に対応する領域が角のある形状である、請求項２又は３に記載の鉄道車両用台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度評価方法。
【請求項5】
前記第１工程において、前記評価領域での応力を、以下の（１）～（５）の何れかに記載の方法で算出する、請求項２～４の何れかに記載の鉄道車両用台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度評価方法。
（１）前記ひずみゲージのゲージ端と節点とが一致するように前記有限要素モデルを作成し、前記有限要素モデルを用いて有限要素法解析を実行することで、前記節点の変位を算出し、前記算出した変位からひずみを算出し、前記算出したひずみにヤング率を乗算した値を前記評価領域での応力として算出する。
（２）前記ひずみゲージのゲージ端と節点とが一致するように前記有限要素モデルを作成し、前記有限要素モデルを用いて有限要素法解析を実行することで、前記節点での最大主応力を算出し、前記算出した最大主応力の平均値を前記評価領域での応力として算出する。
（３）前記評価領域に少なくとも１つの節点が含まれるように前記有限要素モデルを作成し、前記有限要素モデルを用いて有限要素法解析を実行することで、前記節点での最大主応力を算出し、前記算出した最大主応力の最大値を前記評価領域での応力として算出する。
（４）前記評価領域に少なくとも１つの節点が含まれるように前記有限要素モデルを作成し、前記有限要素モデルを用いて有限要素法解析を実行することで、前記節点とその隣に位置する節点のうち、前記溶接止端部から遠い方に位置する節点の変位を算出し、前記算出した変位からひずみを算出し、前記算出したひずみにヤング率を乗算した値を前記評価領域での応力として算出する。
（５）前記評価領域に少なくとも１つの節点が含まれるように前記有限要素モデルを作成し、前記有限要素モデルを用いて有限要素法解析を実行することで、前記節点のひずみと予め求めた前記ひずみゲージの方向の方向余弦とから、前記ひずみゲージの方向のひずみを算出し、前記算出したひずみにヤング率を乗算した値を前記評価領域での応力として算出する。
【請求項6】
前記第２工程において、前記溶接部の溶接止端部の断面外形の曲率半径が異なる複数の前記試験片に疲労試験を実施することで、前記曲率半径毎に疲労限度を測定し、前記第３工程において、前記第１工程で測定又は算出した応力と、前記第２工程で測定した前記疲労限度のうち、前記台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の断面外形の曲率半径に対応する曲率半径についての疲労限度とを比較することで、前記Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度を評価する、
請求項１から５の何れかに記載の鉄道車両用台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鉄道車両用の台車枠を構成する部材間に形成されたＡｓ－ｗｅｌｄ（アズウェルド）溶接部の疲労強度を精度良く評価する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
鉄道車両は、車体と該車体を支持する台車とによって構成されている。台車は、台車枠と該台車枠に取り付けられた輪軸とによって構成され、台車枠は、空気ばねを介して車体に接続されている。
【0003】
一般に、上記の鉄道車両用の台車枠は、以下に述べる一連の製造工程によって製造される（例えば、特許文献１参照）。
まず、所定の形状に加工された部材（鋼材）を準備する。次に、準備した部材を組み合わせ、部材同士をガスシールドアーク溶接（例えば、ＭＡＧ溶接）によって接合し、台車枠を成形する。
まず、所定の形状に加工された部材（鋼材）を準備する。次に、準備した部材を組み合わせ、部材同士をガスシールドアーク溶接（例えば、ＭＡＧ溶接）によって接合し、台車枠を成形する。
【0004】
次に、部材間に形成された溶接部の溶接止端部（部材と溶接部との視認可能な境目）など、高い応力の発生が予想される部位について、溶接部の表面の形状をグラインダーによって手入れする。次に、台車枠に焼鈍処理を施して、残留応力を除去する。次に、台車枠にショットブラストを施して、機械加工を行い、配管座等の小物付加物を溶接し、台車枠に塗装を施す。
上記のような一連の製造工程によって台車枠は製造される。
上記のような一連の製造工程によって台車枠は製造される。
【0005】
ここで、手入れ前の溶接部の疲労強度が、疲労限度以下であれば、グラインダーによる溶接部の手入れを省略することができる。換言すれば、台車枠を構成する部材間に形成されたＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部（溶接したままの溶接部）を手入れすることなく、そのままの状態にすることができる。手入れを省略できれば、その分だけ台車枠の製造効率を高めることができるため、台車枠に形成されたＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度を、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部の手入れ前や、台車枠の設計段階で、精度良く評価可能な方法が望まれている。
【0006】
台車枠に形成された溶接部の疲労強度を評価する方法に関連して、ＪＩＳ Ｅ４２０８には、台車枠の溶接部にひずみゲージを貼付し、静荷重試験を実施することで、溶接部に発生する応力を測定する方法が規定されている。この方法により測定した応力と、所定の試験片等を用いた疲労試験により測定した疲労限度とを比較することで、溶接部の疲労強度をある程度評価可能である。
【0007】
しかしながら、上記のＪＩＳで規定されているひずみゲージの貼付方法（以下、適宜、「ＪＩＳ式貼付方法」という）は、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部の溶接止端部の断面外形を、外方に向かって凹の曲率半径３ｍｍ程度の円弧状に手入れした後、ゲージ長が５ｍｍの単軸のひずみゲージを、そのゲージ端からゲージ長の１／２～２／３の位置が手入れ後の溶接止端部の円弧の始まりに合うように貼付する方法である。
【0008】
このため、ＪＩＳ式貼付方法では、溶接止端部の手入れが必要であり、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部の状態で応力を測定することができない。また、本発明者らが検討した結果によれば、ＪＩＳ式貼付方法では、溶接止端部の手入れ後の断面外形が、実際には理想的な曲率半径３ｍｍの円弧にはならないことや、手入れ後の溶接止端部におけるひずみゲージの貼付位置に差異が生じることに応じて、測定値のばらつきが大きくなる。このため、ＪＩＳ式貼付方法による測定値を用いるのでは、溶接部の疲労強度を十分な精度で評価できないという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【文献】特開２０１６－６８５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、上記のような従来の問題点を解決するためになされたものであり、鉄道車両用の台車枠を構成する部材間に形成されたＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度を精度良く評価する方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前記課題を解決するため、本発明者らは、ひずみゲージのＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部に近い方のゲージ端がＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の溶接止端部の近傍に位置するように、ひずみゲージをＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部ではなく、部材（台車枠を構成する部材）に貼付することを考えた。そして、この状態で台車枠に静荷重試験を実施して応力を測定すれば、測定される応力は、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度を的確に評価可能であると共に、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部の溶接止端部の断面外形の曲率半径の影響を受け難いことを知見した。
【0012】
本発明は、上記の本発明者らの知見に基づき完成したものである。
すなわち、前記課題を解決するため、本発明は、鉄道車両用の台車枠を構成する部材間に形成されたＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度を評価する方法であって、以下の第１～第３工程を含む鉄道車両用台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度評価方法を提供する。
（１）第１工程：ひずみゲージの前記Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部に近い方のゲージ端が前記Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部の溶接止端部の近傍に位置するように、前記ひずみゲージを前記部材に貼付し、前記台車枠に静荷重試験を実施することで、応力を測定する。
（２）第２工程：前記Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部に相当する溶接部が設けられた試験片に、前記第１工程と同等の貼付位置にひずみゲージを貼付し、前記試験片に疲労試験を実施することで、疲労限度を測定する。
（３）第３工程：前記第１工程で測定した前記応力と、前記第２工程で測定した前記疲労限度とを比較することで、前記Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度を評価する。
すなわち、前記課題を解決するため、本発明は、鉄道車両用の台車枠を構成する部材間に形成されたＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度を評価する方法であって、以下の第１～第３工程を含む鉄道車両用台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度評価方法を提供する。
（１）第１工程：ひずみゲージの前記Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部に近い方のゲージ端が前記Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部の溶接止端部の近傍に位置するように、前記ひずみゲージを前記部材に貼付し、前記台車枠に静荷重試験を実施することで、応力を測定する。
（２）第２工程：前記Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部に相当する溶接部が設けられた試験片に、前記第１工程と同等の貼付位置にひずみゲージを貼付し、前記試験片に疲労試験を実施することで、疲労限度を測定する。
（３）第３工程：前記第１工程で測定した前記応力と、前記第２工程で測定した前記疲労限度とを比較することで、前記Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度を評価する。
【0013】
本発明によれば、第１工程において、ひずみゲージのＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部に近い方のゲージ端がＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の溶接止端部の近傍に位置するように、ひずみゲージを部材に貼付することで、本発明者らが知見した通り、静荷重試験を実施することで測定した応力がＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の溶接止端部の断面外形の曲率半径の影響を受け難い。したがい、実際の台車枠が有するＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の断面外形が複雑な形状であり、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部毎に個体差があったとしても、精度良く応力を測定可能である。
なお、第１工程において、「ゲージ端がＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の溶接止端部の近傍に位置する」とは、溶接止端部から（溶接止端部の縁から）ゲージ端までの距離が０～５ｍｍの範囲にあることを意味する。
なお、第１工程において、「ゲージ端がＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の溶接止端部の近傍に位置する」とは、溶接止端部から（溶接止端部の縁から）ゲージ端までの距離が０～５ｍｍの範囲にあることを意味する。
【0014】
また、本発明によれば、第２工程において、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部に相当する溶接部が設けられた試験片に、第１工程と同等の貼付位置にひずみゲージを貼付し、試験片に疲労試験を実施することで、疲労限度が測定される。
第２工程における「Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部に相当する溶接部が設けられた試験片」とは、実際の台車枠が有するＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部を形成するときと同等の溶接条件で形成した溶接部が手入れされることなくそのまま設けられた試験片を意味する。具体的には、試験片に設けられる溶接部は、実際の台車枠が有するＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部を形成するときと同じ溶接方式、溶接材料、溶接電流等を用いて形成される。また、試験片に設けられる溶接部によって接合される部材の材質は、実際の台車枠が有するＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部によって接合される部材の材質と同じものが用いられる。さらに、試験片に設けられる溶接部及びこの溶接部によって接合される部材によって構成される溶接継手の形式は、実際の台車枠が有するＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部及びこのＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部によって接合される部材によって構成される溶接継手の形式と同じものとされる。
また、第２工程における「第１工程と同等の貼付位置にひずみゲージを貼付」とは、試験片の溶接部に近い方のゲージ端が前記溶接部の溶接止端部の近傍に位置するように、ひずみゲージを試験片の部材（溶接部以外の部分）に貼付することを意味する。
第２工程によれば、試験片の疲労限度を測定することで、試験片の溶接部に相当する台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労限度を評価可能である。
なお、第１工程及び第２工程は、いずれを先に実行してもよい。同等の溶接条件で形成したＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度を評価する台車枠の数が多い場合には、第２工程を先に実行しておき、何れの台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度を評価する際にも、第２工程で測定した同じ疲労限度を用いるようにすることが、評価の効率が高まる点で好ましい。
第２工程における「Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部に相当する溶接部が設けられた試験片」とは、実際の台車枠が有するＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部を形成するときと同等の溶接条件で形成した溶接部が手入れされることなくそのまま設けられた試験片を意味する。具体的には、試験片に設けられる溶接部は、実際の台車枠が有するＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部を形成するときと同じ溶接方式、溶接材料、溶接電流等を用いて形成される。また、試験片に設けられる溶接部によって接合される部材の材質は、実際の台車枠が有するＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部によって接合される部材の材質と同じものが用いられる。さらに、試験片に設けられる溶接部及びこの溶接部によって接合される部材によって構成される溶接継手の形式は、実際の台車枠が有するＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部及びこのＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部によって接合される部材によって構成される溶接継手の形式と同じものとされる。
また、第２工程における「第１工程と同等の貼付位置にひずみゲージを貼付」とは、試験片の溶接部に近い方のゲージ端が前記溶接部の溶接止端部の近傍に位置するように、ひずみゲージを試験片の部材（溶接部以外の部分）に貼付することを意味する。
第２工程によれば、試験片の疲労限度を測定することで、試験片の溶接部に相当する台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労限度を評価可能である。
なお、第１工程及び第２工程は、いずれを先に実行してもよい。同等の溶接条件で形成したＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度を評価する台車枠の数が多い場合には、第２工程を先に実行しておき、何れの台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度を評価する際にも、第２工程で測定した同じ疲労限度を用いるようにすることが、評価の効率が高まる点で好ましい。
【0015】
最後に、本発明によれば、第３工程において、第１工程で精度良く測定した応力と、第２工程で測定した疲労限度とを比較することで、台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度を精度良く評価することが可能である。
例えば、第１工程で測定した応力の方が第２工程で測定した疲労限度よりも大きければ、疲労強度が十分ではないと評価し、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部を手入れしたり、溶接条件の再設計を行うことが考えられる。一方、第２工程で測定した疲労限度の方が第１工程で測定した応力よりも大きければ、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部の手入れを省略することが考えられる。
例えば、第１工程で測定した応力の方が第２工程で測定した疲労限度よりも大きければ、疲労強度が十分ではないと評価し、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部を手入れしたり、溶接条件の再設計を行うことが考えられる。一方、第２工程で測定した疲労限度の方が第１工程で測定した応力よりも大きければ、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部の手入れを省略することが考えられる。
【0016】
好ましくは、前記第１工程において、前記台車枠に静荷重試験を実施することに代えて、前記台車枠の有限要素モデルを作成し、前記作成した前記有限要素モデルを用いて前記静荷重試験を模擬した有限要素法解析を実行することで、前記ひずみゲージを貼付する領域に対応する評価領域での応力を算出し、前記第３工程において、前記台車枠に静荷重試験を実施することで測定した応力と前記第２工程で測定した疲労限度とを比較することに代えて、前記第１工程で算出した前記評価領域での応力と第２工程で測定した前記疲労限度とを比較する。
【0017】
上記の好ましい方法によれば、第１工程において、実際の台車枠に静荷重試験を実施する必要がなく、有限要素法解析を実行することで、ひずみゲージを貼付する領域に対応する評価領域での応力を算出するため、手間が軽減するという利点を有する。
そして、第３工程において、第１工程で有限要素法解析によって算出した応力と、第２工程で測定した疲労限度とを比較することで、台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度を精度良く評価することが可能である。
そして、第３工程において、第１工程で有限要素法解析によって算出した応力と、第２工程で測定した疲労限度とを比較することで、台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度を精度良く評価することが可能である。
【0018】
上記の有限要素法解析を実行する好ましい方法において、前記第１工程で作成する前記有限要素モデルの隣り合う節点間の距離が８ｍｍ以下であることが好ましい。
【0019】
本発明者らの知見によれば、有限要素モデルの隣り合う節点間の距離を８ｍｍ以下にすることで、ひずみゲージを貼付する領域に対応する評価領域での応力を精度良く算出可能である。
なお、有限要素モデルの隣り合う節点間の距離を８ｍｍ以下にするとは、例えば、有限要素モデルの要素（メッシュ）として四面体１次要素を用いる場合には、要素を規定する節点間の距離を８ｍｍ以下にすることを意味する。また、四面体２次要素を用いる場合には、要素を規定する節点間の距離を１６ｍｍ以下にする（要素を規定する節点と中間節点との距離を８ｍｍ以下にする）ことを意味する。
なお、有限要素モデルの隣り合う節点間の距離を８ｍｍ以下にするとは、例えば、有限要素モデルの要素（メッシュ）として四面体１次要素を用いる場合には、要素を規定する節点間の距離を８ｍｍ以下にすることを意味する。また、四面体２次要素を用いる場合には、要素を規定する節点間の距離を１６ｍｍ以下にする（要素を規定する節点と中間節点との距離を８ｍｍ以下にする）ことを意味する。
【0020】
上記の有限要素法解析を実行する好ましい方法において、前記第１工程で作成する前記有限要素モデルの前記Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部の溶接止端部に対応する領域を角のある形状にすることが好ましい。
【0021】
本発明者らの知見によれば、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部の溶接止端部に対応する領域を角のある形状、換言すれば、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部の断面を単純な三角形状にモデル化する等、溶接止端部に対応する領域を接線が定まらない幾何学的な特異点（角点）を有する形状にしたとしても、ひずみゲージを貼付する領域に対応する評価領域での応力を精度良く算出可能である。すなわち、単純なモデル化であっても、応力を精度良く算出可能である。
【0022】
上記の有限要素法解析を実行する好ましい方法では、前記第１工程において、前記評価領域での応力を、以下の（１）～（５）の何れかに記載の方法で算出することが可能である。
（１）前記ひずみゲージのゲージ端と節点とが一致するように前記有限要素モデルを作成し、前記有限要素モデルを用いて有限要素法解析を実行することで、前記節点の変位を算出し、前記算出した変位からひずみを算出し、前記算出したひずみにヤング率を乗算した値を前記評価領域での応力として算出する。
（２）前記ひずみゲージのゲージ端と節点とが一致するように前記有限要素モデルを作成し、前記有限要素モデルを用いて有限要素法解析を実行することで、前記節点での最大主応力を算出し、前記算出した最大主応力の平均値を前記評価領域での応力として算出する。
（３）前記評価領域に少なくとも１つの節点が含まれるように前記有限要素モデルを作成し、前記有限要素モデルを用いて有限要素法解析を実行することで、前記節点での最大主応力を算出し、前記算出した最大主応力の最大値を前記評価領域での応力として算出する。
（４）前記評価領域に少なくとも１つの節点が含まれるように前記有限要素モデルを作成し、前記有限要素モデルを用いて有限要素法解析を実行することで、前記節点とその隣に位置する節点のうち、前記溶接止端部から遠い方に位置する節点の変位を算出し、前記算出した変位からひずみを算出し、前記算出したひずみにヤング率を乗算した値を前記評価領域での応力として算出する。
（５）前記評価領域に少なくとも１つの節点が含まれるように前記有限要素モデルを作成し、前記有限要素モデルを用いて有限要素法解析を実行することで、前記節点のひずみと予め求めた前記ひずみゲージの方向の方向余弦とから、前記ひずみゲージの方向のひずみを算出し、前記算出したひずみにヤング率を乗算した値を前記評価領域での応力として算出する。
（１）前記ひずみゲージのゲージ端と節点とが一致するように前記有限要素モデルを作成し、前記有限要素モデルを用いて有限要素法解析を実行することで、前記節点の変位を算出し、前記算出した変位からひずみを算出し、前記算出したひずみにヤング率を乗算した値を前記評価領域での応力として算出する。
（２）前記ひずみゲージのゲージ端と節点とが一致するように前記有限要素モデルを作成し、前記有限要素モデルを用いて有限要素法解析を実行することで、前記節点での最大主応力を算出し、前記算出した最大主応力の平均値を前記評価領域での応力として算出する。
（３）前記評価領域に少なくとも１つの節点が含まれるように前記有限要素モデルを作成し、前記有限要素モデルを用いて有限要素法解析を実行することで、前記節点での最大主応力を算出し、前記算出した最大主応力の最大値を前記評価領域での応力として算出する。
（４）前記評価領域に少なくとも１つの節点が含まれるように前記有限要素モデルを作成し、前記有限要素モデルを用いて有限要素法解析を実行することで、前記節点とその隣に位置する節点のうち、前記溶接止端部から遠い方に位置する節点の変位を算出し、前記算出した変位からひずみを算出し、前記算出したひずみにヤング率を乗算した値を前記評価領域での応力として算出する。
（５）前記評価領域に少なくとも１つの節点が含まれるように前記有限要素モデルを作成し、前記有限要素モデルを用いて有限要素法解析を実行することで、前記節点のひずみと予め求めた前記ひずみゲージの方向の方向余弦とから、前記ひずみゲージの方向のひずみを算出し、前記算出したひずみにヤング率を乗算した値を前記評価領域での応力として算出する。
【0023】
本発明において、好ましくは、前記第２工程において、前記溶接部の溶接止端部の断面外形の曲率半径が異なる複数の前記試験片に疲労試験を実施することで、前記曲率半径毎に疲労限度を測定し、前記第３工程において、前記第１工程で測定又は算出した応力と、前記第２工程で測定した前記疲労限度のうち、前記台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の断面外形の曲率半径に対応する曲率半径についての疲労限度とを比較することで、前記Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度を評価する。
【0024】
第２工程で測定する疲労限度は、溶接部の溶接止端部の断面外形の曲率半径に応じて異なる可能性がある。したがい、上記の好ましい方法のように、第２工程において、曲率半径が異なる複数の試験片に疲労試験を実施することで、曲率半径毎に疲労限度を測定しておき、第３工程において、第１工程で測定又は算出した応力と比較する疲労限度として、台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の断面外形の曲率半径に対応する曲率半径についての疲労限度を選択することで、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度をより一層精度良く評価することが可能である。
なお、上記の好ましい方法において、「曲率半径毎に疲労限度を測定」とは、特定の値を有する曲率半径毎に疲労限度を測定する場合に限るものではなく、相対的に大きな曲率半径の溶接止端部を有する溶接部について疲労限度を測定すると共に、相対的に小さな曲率半径の溶接止端部を有する溶接部について疲労限度を測定するなど、曲率半径の大きさに応じてランク付けを行い、各ランクについて疲労限度を測定する場合を含む概念である。
また、「台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の断面外形の曲率半径」は、公知の形状測定装置等を用いて曲率半径を実測する場合に限るものではなく、オペレータの目視等によってランク付けされた曲率半径を含む概念である。
なお、上記の好ましい方法において、「曲率半径毎に疲労限度を測定」とは、特定の値を有する曲率半径毎に疲労限度を測定する場合に限るものではなく、相対的に大きな曲率半径の溶接止端部を有する溶接部について疲労限度を測定すると共に、相対的に小さな曲率半径の溶接止端部を有する溶接部について疲労限度を測定するなど、曲率半径の大きさに応じてランク付けを行い、各ランクについて疲労限度を測定する場合を含む概念である。
また、「台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の断面外形の曲率半径」は、公知の形状測定装置等を用いて曲率半径を実測する場合に限るものではなく、オペレータの目視等によってランク付けされた曲率半径を含む概念である。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、鉄道車両用の台車枠を構成する部材間に形成されたＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度を精度良く評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明の第１実施形態に係る鉄道車両用台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度評価方法の工程を説明するフロー図である。
【図4】本発明の第２実施形態に係る鉄道車両用台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度評価方法の工程を説明するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
【0028】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る鉄道車両用台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度評価方法（以下、適宜、単に「疲労強度評価方法」という）の工程を説明するフロー図である。
図１に示すように、本実施形態に係る疲労強度評価方法は、第１工程ＳＴ１、第２工程ＳＴ２及び第３工程ＳＴ３を含む。
以下、各工程ＳＴ１～ＳＴ３について順に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る鉄道車両用台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度評価方法（以下、適宜、単に「疲労強度評価方法」という）の工程を説明するフロー図である。
図１に示すように、本実施形態に係る疲労強度評価方法は、第１工程ＳＴ１、第２工程ＳＴ２及び第３工程ＳＴ３を含む。
以下、各工程ＳＴ１～ＳＴ３について順に説明する。
【0029】
［第１工程ＳＴ１］
第１工程ＳＴ１では、ひずみゲージを貼付した台車枠に静荷重試験を実施することで、応力を測定する。
図２は、本実施形態に係る疲労強度評価方法の第１工程ＳＴ１におけるひずみゲージの貼付方法と、ＪＩＳで規定されているひずみゲージの貼付方法とを概略的に示す断面図である。図２（ａ）は本実施形態に係る添付方法を、図２（ｂ）はＪＩＳ式添付方法を示す。
図２では、溶接部３、３’（Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部３、手入れ後溶接部３’）が十字型溶接継手１００を構成する部材１、２ａ、２ｂ間に形成される場合を例示している。なお、十字型溶接継手において、実際には溶接部３、３’が４箇所形成されるが、図２では便宜上、１箇所に形成された溶接部のみを図示している。また、図２（ａ）では、便宜上、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部３を円弧状に図示しているが、実際には単純な円弧状ではなく複雑な形状である。
第１工程ＳＴ１では、ひずみゲージを貼付した台車枠に静荷重試験を実施することで、応力を測定する。
図２は、本実施形態に係る疲労強度評価方法の第１工程ＳＴ１におけるひずみゲージの貼付方法と、ＪＩＳで規定されているひずみゲージの貼付方法とを概略的に示す断面図である。図２（ａ）は本実施形態に係る添付方法を、図２（ｂ）はＪＩＳ式添付方法を示す。
図２では、溶接部３、３’（Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部３、手入れ後溶接部３’）が十字型溶接継手１００を構成する部材１、２ａ、２ｂ間に形成される場合を例示している。なお、十字型溶接継手において、実際には溶接部３、３’が４箇所形成されるが、図２では便宜上、１箇所に形成された溶接部のみを図示している。また、図２（ａ）では、便宜上、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部３を円弧状に図示しているが、実際には単純な円弧状ではなく複雑な形状である。
【0030】
図２（ａ）に示すように、本実施形態の第１工程ＳＴ１では、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部３に手入れを施すことなく、ひずみゲージＳ１を貼付する。具体的には、ひずみゲージＳ１のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３に近い方のゲージ端Ｓ１１がＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の溶接止端部３２ｂの近傍に位置するように、ひずみゲージＳ１を部材２ａに貼付する。より具体的には、溶接止端部３２ｂから（溶接止端部３２ｂの縁から）ひずみゲージＳ１のゲージ端Ｓ１１までの距離が０～５ｍｍの範囲となるように、ひずみゲージＳ１を部材２ａに貼付する。そして、図２（ａ）に示す矢符Ｘの方向に部材２ａに静荷重を付与することで静荷重試験を実施する。そして、ひずみゲージＳ１で測定したひずみに部材２ａのヤング率を乗算することで、応力を算出する。
溶接止端部３２ａの近傍にひずみゲージＳ１を貼付する場合（図示省略）も同様に、ひずみゲージＳ１のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３に近い方のゲージ端Ｓ１１が溶接止端部３２ａの近傍に位置するように、ひずみゲージＳ１を部材１に貼付する。具体的には、溶接止端部３２ａから（溶接止端部３２ａの縁から）ひずみゲージＳ１のゲージ端Ｓ１１までの距離が０～５ｍｍの範囲となるように、ひずみゲージＳ１を部材１に貼付する。そして、図２（ａ）に示す矢符Ｙの方向に部材１に静荷重を付与することで静荷重試験を実施すればよい。そして、ひずみゲージＳ１で測定したひずみに部材１のヤング率を乗算することで、応力を算出する。
なお、ひずみゲージＳ１は、電気絶縁体である樹脂ベース上に、抵抗材料である金属箔（ゲージ）が取り付けられた構造を有し、「ゲージ端」は、ゲージの長手方向の端を意味する。ひずみゲージＳ１としては、例えば、ゲージ長が５ｍｍの単軸のひずみゲージを使用可能である。
溶接止端部３２ａの近傍にひずみゲージＳ１を貼付する場合（図示省略）も同様に、ひずみゲージＳ１のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３に近い方のゲージ端Ｓ１１が溶接止端部３２ａの近傍に位置するように、ひずみゲージＳ１を部材１に貼付する。具体的には、溶接止端部３２ａから（溶接止端部３２ａの縁から）ひずみゲージＳ１のゲージ端Ｓ１１までの距離が０～５ｍｍの範囲となるように、ひずみゲージＳ１を部材１に貼付する。そして、図２（ａ）に示す矢符Ｙの方向に部材１に静荷重を付与することで静荷重試験を実施すればよい。そして、ひずみゲージＳ１で測定したひずみに部材１のヤング率を乗算することで、応力を算出する。
なお、ひずみゲージＳ１は、電気絶縁体である樹脂ベース上に、抵抗材料である金属箔（ゲージ）が取り付けられた構造を有し、「ゲージ端」は、ゲージの長手方向の端を意味する。ひずみゲージＳ１としては、例えば、ゲージ長が５ｍｍの単軸のひずみゲージを使用可能である。
【0031】
図２（ｂ）に示すように、ＪＩＳ式貼付方法では、図２（ａ）に示すＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３に手入れを施した手入れ後溶接部３’にひずみゲージＳ２を貼付する。具体的には、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の溶接止端部３２ｂの断面外形を、外方に向かって凹の曲率半径３ｍｍ程度の円弧状に手入れした後、そのゲージ端からゲージ長の１／２～２／３の位置が手入れ後溶接部３’の溶接止端部３２ｂの縁（溶接止端部３２ｂの円弧の始まり）３２２に合うように貼付する。そして、図２（ｂ）に示す矢符Ｘの方向に部材２ａに静荷重を付与することで静荷重試験を実施する。そして、ひずみゲージＳ２で測定したひずみに部材２ａのヤング率を乗算することで、応力を算出する。
溶接止端部３２ａの近傍にひずみゲージＳ２を貼付する場合（図示省略）も同様に、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の溶接止端部３２ａの断面外形を、外方に向かって凹の曲率半径３ｍｍ程度の円弧状に手入れした後（図示省略）、そのゲージ端からゲージ長の１／２～２／３の位置が手入れ後溶接部３’の溶接止端部３２ａの縁に合うように貼付する。そして、図２（ｂ）に示す矢符Ｙの方向に部材１に静荷重を付与することで静荷重試験を実施すればよい。そして、ひずみゲージＳ２で測定したひずみに部材１のヤング率を乗算することで、応力を算出する。
ひずみゲージＳ２としては、ひずみゲージＳ１と同様に、例えば、ゲージ長が５ｍｍの単軸のひずみゲージが使用される。
溶接止端部３２ａの近傍にひずみゲージＳ２を貼付する場合（図示省略）も同様に、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の溶接止端部３２ａの断面外形を、外方に向かって凹の曲率半径３ｍｍ程度の円弧状に手入れした後（図示省略）、そのゲージ端からゲージ長の１／２～２／３の位置が手入れ後溶接部３’の溶接止端部３２ａの縁に合うように貼付する。そして、図２（ｂ）に示す矢符Ｙの方向に部材１に静荷重を付与することで静荷重試験を実施すればよい。そして、ひずみゲージＳ２で測定したひずみに部材１のヤング率を乗算することで、応力を算出する。
ひずみゲージＳ２としては、ひずみゲージＳ１と同様に、例えば、ゲージ長が５ｍｍの単軸のひずみゲージが使用される。
【0032】
以下、本実施形態の第１工程ＳＴ１による応力測定と、ＪＩＳ式貼付方法による応力測定との差異を評価した試験の一例について説明する。
図３は、本実施形態の第１工程ＳＴ１による応力測定と、ＪＩＳ式貼付方法による応力測定との差異を評価するのに用いた試験片を示す図である。図３（ａ）は正面図であり、図３（ｂ）は平面図であり、図３（ｃ）は、溶接部３Ａ近傍の拡大平面図である。図３（ａ）及び（ｂ）では、ひずみゲージの図示を省略している。また、図３では、便宜上、溶接部３Ａを三角形状で図示しているが、実際には単純な三角形状ではなく複雑な形状である。
図３に示す試験片２００は、部材１Ａ、２Ａａ、２Ａｂと、部材１Ａと部材２Ａａとの間及び部材１Ａと部材２Ａｂとの間に形成された溶接部３Ａとから構成された十字型溶接継手の形式である。試験片２００には、実際の台車枠が有するＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部を形成するときと同等の溶接条件で形成した溶接部３Ａが手入れされることなくそのまま設けられている。
図３は、本実施形態の第１工程ＳＴ１による応力測定と、ＪＩＳ式貼付方法による応力測定との差異を評価するのに用いた試験片を示す図である。図３（ａ）は正面図であり、図３（ｂ）は平面図であり、図３（ｃ）は、溶接部３Ａ近傍の拡大平面図である。図３（ａ）及び（ｂ）では、ひずみゲージの図示を省略している。また、図３では、便宜上、溶接部３Ａを三角形状で図示しているが、実際には単純な三角形状ではなく複雑な形状である。
図３に示す試験片２００は、部材１Ａ、２Ａａ、２Ａｂと、部材１Ａと部材２Ａａとの間及び部材１Ａと部材２Ａｂとの間に形成された溶接部３Ａとから構成された十字型溶接継手の形式である。試験片２００には、実際の台車枠が有するＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部を形成するときと同等の溶接条件で形成した溶接部３Ａが手入れされることなくそのまま設けられている。
【0033】
図３（ｃ）に示すように、本実施形態の第１工程ＳＴ１による応力測定を評価する際には、ひずみゲージＳ１を各溶接部３Ａの近傍に３箇所（試験片２００の幅方向中央１箇所、試験片２００の幅方向エッジから約１２．５ｍｍの位置２箇所）で計１２箇所に貼付した。また、公称応力を測定する基準ゲージとしてのひずみゲージＳ３を、各溶接部３Ａの溶接止端部から試験片２００の長手方向に３０ｍｍ離れた位置の幅方向中央１箇所で計４箇所に貼付した。さらに、ひずみゲージＳ３で測定する公称応力を補正するためのひずみゲージＳ４を、各溶接部３Ａの溶接止端部から試験片２００の長手方向に３０ｍｍ離れた位置の幅方向エッジ２箇所で計８箇所に貼付した。
以上のようにしてひずみゲージＳ１、Ｓ３及びＳ４を貼付した試験片２００に、図３（ａ）の矢符Ｘの方向に１４．６ｋＮの引張荷重を付加し、各ひずみゲージＳ１、Ｓ３及びＳ４でひずみを測定し、これにヤング率２０６ＧＰａを乗算して応力を算出した。
そして、各ひずみゲージＳ１で測定した応力を、ひずみゲージＳ１と同じ測定面に貼付したひずみゲージＳ３で測定した応力をひずみゲージＳ４で測定した応力で補正して得られる各公称応力で除算し、計１２箇所の応力比率を算出した。そして、その応力比率の平均値と変動係数とを算出した。
以上のようにしてひずみゲージＳ１、Ｓ３及びＳ４を貼付した試験片２００に、図３（ａ）の矢符Ｘの方向に１４．６ｋＮの引張荷重を付加し、各ひずみゲージＳ１、Ｓ３及びＳ４でひずみを測定し、これにヤング率２０６ＧＰａを乗算して応力を算出した。
そして、各ひずみゲージＳ１で測定した応力を、ひずみゲージＳ１と同じ測定面に貼付したひずみゲージＳ３で測定した応力をひずみゲージＳ４で測定した応力で補正して得られる各公称応力で除算し、計１２箇所の応力比率を算出した。そして、その応力比率の平均値と変動係数とを算出した。
【0034】
一方、ＪＩＳ式貼付方法による応力測定を評価する際には、溶接部３Ａの溶接止端部の断面外形を、外方に向かって凹の曲率半径３ｍｍ程度の円弧状に手入れした。そして、ひずみゲージＳ２を各溶接部３Ａに３箇所（試験片２００の幅方向中央１箇所、試験片２００の幅方向エッジから約１２．５ｍｍの位置２箇所）で計１２箇所に貼付した。また、本実施形態の第１工程ＳＴ１による応力測定を評価する際と同様に、公称応力を測定する基準ゲージとしてのひずみゲージＳ３を、各溶接部３Ａの溶接止端部から試験片２００の長手方向に３０ｍｍ離れた位置の幅方向中央１箇所で計４箇所に貼付した。さらに、ひずみゲージＳ３で測定する公称応力を補正するためのひずみゲージＳ４を、各溶接部３Ａの溶接止端部から試験片２００の長手方向に３０ｍｍ離れた位置の幅方向エッジ２箇所で計８箇所に貼付した。
以上のようにしてひずみゲージＳ２、Ｓ３及びＳ４を貼付した試験片２００に、図３（ａ）の矢符Ｘの方向に１４．６ｋＮの引張荷重を付加し、各ひずみゲージＳ２、Ｓ３及びＳ４でひずみを測定し、これにヤング率２０６ＧＰａを乗算して応力を算出した。
そして、各ひずみゲージＳ２で測定した応力を、ひずみゲージＳ２と同じ測定面に貼付したひずみゲージＳ３で測定した応力をひずみゲージＳ４で測定した応力で補正して得られる各公称応力で除算し、計１２箇所の応力比率を算出した。そして、その応力比率の平均値と変動係数とを算出した。
以上のようにしてひずみゲージＳ２、Ｓ３及びＳ４を貼付した試験片２００に、図３（ａ）の矢符Ｘの方向に１４．６ｋＮの引張荷重を付加し、各ひずみゲージＳ２、Ｓ３及びＳ４でひずみを測定し、これにヤング率２０６ＧＰａを乗算して応力を算出した。
そして、各ひずみゲージＳ２で測定した応力を、ひずみゲージＳ２と同じ測定面に貼付したひずみゲージＳ３で測定した応力をひずみゲージＳ４で測定した応力で補正して得られる各公称応力で除算し、計１２箇所の応力比率を算出した。そして、その応力比率の平均値と変動係数とを算出した。
【0035】
表１は、上記試験の結果を示す。
表１に示すように、ＪＩＳ式貼付方法による応力測定では、応力比率の変動係数が大きくなる。換言すれば、ＪＩＳ式貼付方法で測定した応力のばらつきが大きくなる。これは、溶接部３Ａの溶接止端部の手入れ後の断面外形が、実際には理想的な曲率半径３ｍｍの円弧にはならないことや、ひずみゲージＳ２の溶接止端部における貼付位置に差異が生じる（ひずみゲージＳ２ゲージ端からゲージ長の１／２～２／３の位置が手入れ後溶接部の溶接止端部の円弧の始まりに合うように貼付するので、何れのひずみゲージＳ２も同じ位置に貼付されるわけではない）ことが原因であると考えられる。
これに対して、本実施形態の第１工程ＳＴ１による応力測定（表１では「本発明」と記載）では、ＪＩＳ式貼付方法による応力測定に比べて、応力比率の変動係数が小さく、安定した測定が可能である。本実施形態の第１工程ＳＴ１による応力測定では、溶接部３Ａの溶接止端部の手入れを行っていないため、溶接止端部の断面外形の曲率半径は、種々の値を有すると考えられる。すなわち、本実施形態の第１工程ＳＴ１による応力測定では、溶接止端部の断面外形の曲率半径の影響を受け難いといえる。
以上の試験結果から、本実施形態の第１工程ＳＴ１によれば、実際の台車枠が有するＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の断面外形が複雑な形状であり、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部毎に個体差があったとしても、精度良く応力を測定可能であるといえる。
【表1】
表１に示すように、ＪＩＳ式貼付方法による応力測定では、応力比率の変動係数が大きくなる。換言すれば、ＪＩＳ式貼付方法で測定した応力のばらつきが大きくなる。これは、溶接部３Ａの溶接止端部の手入れ後の断面外形が、実際には理想的な曲率半径３ｍｍの円弧にはならないことや、ひずみゲージＳ２の溶接止端部における貼付位置に差異が生じる（ひずみゲージＳ２ゲージ端からゲージ長の１／２～２／３の位置が手入れ後溶接部の溶接止端部の円弧の始まりに合うように貼付するので、何れのひずみゲージＳ２も同じ位置に貼付されるわけではない）ことが原因であると考えられる。
これに対して、本実施形態の第１工程ＳＴ１による応力測定（表１では「本発明」と記載）では、ＪＩＳ式貼付方法による応力測定に比べて、応力比率の変動係数が小さく、安定した測定が可能である。本実施形態の第１工程ＳＴ１による応力測定では、溶接部３Ａの溶接止端部の手入れを行っていないため、溶接止端部の断面外形の曲率半径は、種々の値を有すると考えられる。すなわち、本実施形態の第１工程ＳＴ１による応力測定では、溶接止端部の断面外形の曲率半径の影響を受け難いといえる。
以上の試験結果から、本実施形態の第１工程ＳＴ１によれば、実際の台車枠が有するＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の断面外形が複雑な形状であり、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部毎に個体差があったとしても、精度良く応力を測定可能であるといえる。
【0036】
［第２工程ＳＴ２］
図１に示すように、第２工程ＳＴ２では、図２（ａ）に示すＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３に相当する溶接部が設けられた試験片に、第１工程ＳＴ１と同等の貼付位置にひずみゲージを貼付し、前記試験片に疲労試験を実施することで、疲労限度を測定する。具体的には、例えば、図３に示す試験片２００と同様の試験片を用意し、この試験片に図３に示すひずみゲージＳ１と同等の貼付位置にひずみゲージを貼付して疲労試験を実施することで、疲労限度を測定する。疲労限度は、例えば、試験片に図３に示すＸ方向と同じ方向に１０００万回の繰り返し荷重を付加し、試験片が破断しない最大応力と、試験片が破断した最小応力との平均値によって求めることができる。
図１に示すように、第２工程ＳＴ２では、図２（ａ）に示すＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３に相当する溶接部が設けられた試験片に、第１工程ＳＴ１と同等の貼付位置にひずみゲージを貼付し、前記試験片に疲労試験を実施することで、疲労限度を測定する。具体的には、例えば、図３に示す試験片２００と同様の試験片を用意し、この試験片に図３に示すひずみゲージＳ１と同等の貼付位置にひずみゲージを貼付して疲労試験を実施することで、疲労限度を測定する。疲労限度は、例えば、試験片に図３に示すＸ方向と同じ方向に１０００万回の繰り返し荷重を付加し、試験片が破断しない最大応力と、試験片が破断した最小応力との平均値によって求めることができる。
【0037】
［第３工程ＳＴ３］
第３工程ＳＴ３では、第１工程ＳＴ１で測定した応力と、第２工程ＳＴ２で測定した疲労限度とを比較することで、台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の疲労強度を評価する。
例えば、第１工程ＳＴ１で測定した応力の方が第２工程ＳＴ２で測定した疲労限度よりも大きければ、疲労強度が十分ではないと評価し、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部３を手入れしたり、溶接条件の再設計を行うことが考えられる。一方、第２工程ＳＴ２で測定した疲労限度の方が第１工程ＳＴ１で測定した応力よりも大きければ、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の手入れを省略することが考えられる。
第３工程ＳＴ３では、第１工程ＳＴ１で測定した応力と、第２工程ＳＴ２で測定した疲労限度とを比較することで、台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の疲労強度を評価する。
例えば、第１工程ＳＴ１で測定した応力の方が第２工程ＳＴ２で測定した疲労限度よりも大きければ、疲労強度が十分ではないと評価し、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部３を手入れしたり、溶接条件の再設計を行うことが考えられる。一方、第２工程ＳＴ２で測定した疲労限度の方が第１工程ＳＴ１で測定した応力よりも大きければ、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の手入れを省略することが考えられる。
【0038】
以上に説明した第１実施形態に係る疲労強度評価方法によれば、前述のように、第１工程ＳＴ１を実行することにより、実際の台車枠が有するＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の断面外形が複雑な形状であり、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部３毎に個体差があったとしても、精度良く応力を測定可能である。
また、第２工程ＳＴ２において、試験片の疲労限度を測定することで、試験片の溶接部に相当する台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の疲労限度を評価可能である。
そして、第３工程ＳＴ３において、第１工程ＳＴ１で精度良く測定した応力と、第２工程ＳＴ２で測定した疲労限度とを比較することで、台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の疲労強度を精度良く評価することが可能である。
また、第２工程ＳＴ２において、試験片の疲労限度を測定することで、試験片の溶接部に相当する台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の疲労限度を評価可能である。
そして、第３工程ＳＴ３において、第１工程ＳＴ１で精度良く測定した応力と、第２工程ＳＴ２で測定した疲労限度とを比較することで、台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の疲労強度を精度良く評価することが可能である。
【0039】
なお、第１工程ＳＴ１及び第２工程ＳＴ２は、いずれを先に実行してもよい。同等の溶接条件で形成したＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の疲労強度を評価する台車枠の数が多い場合には、第２工程ＳＴ２を先に実行しておき、何れの台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の疲労強度を評価する際にも、第２工程ＳＴ２で測定した同じ疲労限度を用いるようにすることが、評価の効率が高まる点で好ましい。
【0040】
また、好ましい態様として、第２工程ＳＴ２において、溶接部の溶接止端部の断面外形の曲率半径が異なる複数の試験片に疲労試験を実施することで、曲率半径毎に疲労限度を測定しておくことが考えられる。そして、第３工程ＳＴ３において、第１工程ＳＴ１で測定した応力と、第２工程ＳＴ２で測定した疲労限度のうち、台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の断面外形の曲率半径に対応する曲率半径についての疲労限度とを比較することで、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の疲労強度を評価することが考えられる。
第２工程ＳＴ２で測定する疲労限度は、溶接部の溶接止端部の断面外形の曲率半径に応じて異なる可能性がある。したがい、上記の好ましい態様のように、第２工程ＳＴ２において、曲率半径が異なる複数の試験片に疲労試験を実施することで、曲率半径毎に疲労限度を測定しておき、第３工程ＳＴ３において、第１工程ＳＴ１で測定した応力と比較する疲労限度として、台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の断面外形の曲率半径に対応する曲率半径についての疲労限度を選択することで、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の疲労強度をより一層精度良く評価することが可能である。
第２工程ＳＴ２で測定する疲労限度は、溶接部の溶接止端部の断面外形の曲率半径に応じて異なる可能性がある。したがい、上記の好ましい態様のように、第２工程ＳＴ２において、曲率半径が異なる複数の試験片に疲労試験を実施することで、曲率半径毎に疲労限度を測定しておき、第３工程ＳＴ３において、第１工程ＳＴ１で測定した応力と比較する疲労限度として、台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の断面外形の曲率半径に対応する曲率半径についての疲労限度を選択することで、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の疲労強度をより一層精度良く評価することが可能である。
【0041】
＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態に係る鉄道車両用台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度評価方法（以下、適宜、単に「疲労強度評価方法」という）の工程を説明するフロー図である。
図４に示すように、本実施形態に係る疲労強度評価方法も、第１実施形態に係る疲労強度評価方法と同様に、第１工程ＳＴ１’、第２工程Ｓ２及び第３工程ＳＴ３’を含む。本実施形態に係る疲労強度評価方法は、第１工程ＳＴ１’及び第３工程ＳＴ３’が、第１実施形態と異なる。
以下、第１実施形態と同じである第２工程ＳＴ２の説明は省略し、第１実施形態と異なる第１工程ＳＴ１’及び第３工程ＳＴ３’について順に説明する。
図４は、本発明の第２実施形態に係る鉄道車両用台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度評価方法（以下、適宜、単に「疲労強度評価方法」という）の工程を説明するフロー図である。
図４に示すように、本実施形態に係る疲労強度評価方法も、第１実施形態に係る疲労強度評価方法と同様に、第１工程ＳＴ１’、第２工程Ｓ２及び第３工程ＳＴ３’を含む。本実施形態に係る疲労強度評価方法は、第１工程ＳＴ１’及び第３工程ＳＴ３’が、第１実施形態と異なる。
以下、第１実施形態と同じである第２工程ＳＴ２の説明は省略し、第１実施形態と異なる第１工程ＳＴ１’及び第３工程ＳＴ３’について順に説明する。
【0042】
［第１工程ＳＴ１’］
第１工程ＳＴ１’では、第１実施形態の第１工程ＳＴ１のように台車枠に静荷重試験を実施することに代えて、台車枠の有限要素モデルを作成し、作成した有限要素モデルを用いて静荷重試験を模擬した有限要素法解析を実行することで、ひずみゲージを貼付する領域に対応する評価領域での応力を算出する。
第１工程ＳＴ１’では、第１実施形態の第１工程ＳＴ１のように台車枠に静荷重試験を実施することに代えて、台車枠の有限要素モデルを作成し、作成した有限要素モデルを用いて静荷重試験を模擬した有限要素法解析を実行することで、ひずみゲージを貼付する領域に対応する評価領域での応力を算出する。
【0043】
図５は、第１工程ＳＴ１’で作成する台車枠の有限要素モデルのうち、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部近傍の有限要素モデルの一例を概略的に示す断面図である。
図５では、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部３が十字型溶接継手１００を構成する部材１、２ａ、２ｂ間に形成される場合を例示している。なお、十字型溶接継手において、実際には溶接部３が４箇所形成されるが、図５では便宜上、１箇所に形成されたＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３のみを図示している。図５に示すように、第１工程ＳＴ１’で作成する有限要素モデルのＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の断面は、例えば、三角形状にモデル化される。この場合、有限要素モデルにおけるＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の溶接止端部３２ａ、３２ｂに対応する領域は、角のある形状（接線が定まらない幾何学的な特異点（角点）を有する形状）となる。すなわち、溶接止端部３２ａは、部材１の縁１１とＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の縁３１との交差する部分であるが、直線である縁１１と直線である縁３１とが折れ線状に交差するために、その交差点が角点となる。溶接止端部３２ｂについても同様である。このように、本実施形態の第１工程ＳＴ１’で作成する有限要素モデルは、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部３を単純にモデル化したものとすることが可能である。そして、単純にモデル化しても、後述のように、ひずみゲージＳ１を貼付する領域に対応する評価領域での応力を精度良く算出可能である。
図５では、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部３が十字型溶接継手１００を構成する部材１、２ａ、２ｂ間に形成される場合を例示している。なお、十字型溶接継手において、実際には溶接部３が４箇所形成されるが、図５では便宜上、１箇所に形成されたＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３のみを図示している。図５に示すように、第１工程ＳＴ１’で作成する有限要素モデルのＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の断面は、例えば、三角形状にモデル化される。この場合、有限要素モデルにおけるＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の溶接止端部３２ａ、３２ｂに対応する領域は、角のある形状（接線が定まらない幾何学的な特異点（角点）を有する形状）となる。すなわち、溶接止端部３２ａは、部材１の縁１１とＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の縁３１との交差する部分であるが、直線である縁１１と直線である縁３１とが折れ線状に交差するために、その交差点が角点となる。溶接止端部３２ｂについても同様である。このように、本実施形態の第１工程ＳＴ１’で作成する有限要素モデルは、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部３を単純にモデル化したものとすることが可能である。そして、単純にモデル化しても、後述のように、ひずみゲージＳ１を貼付する領域に対応する評価領域での応力を精度良く算出可能である。
【0044】
なお、第１工程ＳＴ１’で作成する有限要素モデルの隣り合う節点間の距離は８ｍｍ以下であることが好ましい。具体的には、例えば、有限要素モデルの要素（メッシュ）として四面体１次要素を用いる場合には、要素を規定する節点間の距離が８ｍｍ以下であることが好ましい。また、四面体２次要素を用いる場合には、要素を規定する節点間の距離が１６ｍｍ以下である（要素を規定する節点と中間節点との距離が８ｍｍ以下である）ことが好ましい。
上記の好ましい態様によれば、後述のように、ひずみゲージＳ１を貼付する領域に対応する評価領域での応力を精度良く算出可能である。
上記の好ましい態様によれば、後述のように、ひずみゲージＳ１を貼付する領域に対応する評価領域での応力を精度良く算出可能である。
【0045】
そして、第１工程ＳＴ１’では、作成した有限要素モデルを用いて静荷重試験を模擬した有限要素法解析を実行する。例えば、図５に示す矢符Ｘの方向に部材２ａに静荷重を付与する静荷重試験を模擬した有限要素法解析を実行する。これにより、実際に台車枠にひずみゲージＳ１を貼付する場合と同様に、図５に示すようにひずみゲージＳ１を部材２ａに貼付すると仮定した場合、ひずみゲージＳ１を貼付する領域に対応する評価領域（部材２ａの縁２１のうち、ひずみゲージＳ１を貼付する領域）での応力を算出する。また、ひずみゲージＳ１を部材１に貼付すると仮定した場合（図示省略）には、図５に示す矢符Ｙの方向に部材１に静荷重を付与する静荷重試験を模擬した有限要素法解析を実行し、ひずみゲージＳ１を貼付する領域に対応する評価領域（部材１の縁１１のうち、ひずみゲージＳ１を貼付する領域）での応力を算出する。
具体的には、評価領域での応力を、以下の（１）～（５）の何れかに記載の方法で算出することが可能である。
（１）ひずみゲージＳ１のゲージ端と節点とが一致するように有限要素モデルを作成し、この有限要素モデルを用いて有限要素法解析を実行することで、節点の変位を算出し、算出した変位からひずみを算出し、算出したひずみにヤング率を乗算した値を評価領域での応力として算出する。
（２）ひずみゲージＳ１のゲージ端と節点とが一致するように有限要素モデルを作成し、有限要素モデルを用いて有限要素法解析を実行することで、節点での最大主応力を算出し、算出した最大主応力の平均値を評価領域での応力として算出する。
（３）評価領域に少なくとも１つの節点が含まれるように有限要素モデルを作成し、有限要素モデルを用いて有限要素法解析を実行することで、節点での最大主応力を算出し、算出した最大主応力の最大値を評価領域での応力として算出する。
（４）評価領域に少なくとも１つの節点が含まれるように有限要素モデルを作成し、有限要素モデルを用いて有限要素法解析を実行することで、節点とその隣に位置する節点のうち、溶接止端部から遠い方に位置する節点の変位を算出し、算出した変位からひずみを算出し、算出したひずみにヤング率を乗算した値を評価領域での応力として算出する。
（５）評価領域に少なくとも１つの節点が含まれるように有限要素モデルを作成し、有限要素モデルを用いて有限要素法解析を実行することで、節点のひずみと予め求めたひずみゲージＳ１の方向の方向余弦とから、ひずみゲージＳ１の方向のひずみを算出し、算出したひずみにヤング率を乗算した値を評価領域での応力として算出する。
具体的には、評価領域での応力を、以下の（１）～（５）の何れかに記載の方法で算出することが可能である。
（１）ひずみゲージＳ１のゲージ端と節点とが一致するように有限要素モデルを作成し、この有限要素モデルを用いて有限要素法解析を実行することで、節点の変位を算出し、算出した変位からひずみを算出し、算出したひずみにヤング率を乗算した値を評価領域での応力として算出する。
（２）ひずみゲージＳ１のゲージ端と節点とが一致するように有限要素モデルを作成し、有限要素モデルを用いて有限要素法解析を実行することで、節点での最大主応力を算出し、算出した最大主応力の平均値を評価領域での応力として算出する。
（３）評価領域に少なくとも１つの節点が含まれるように有限要素モデルを作成し、有限要素モデルを用いて有限要素法解析を実行することで、節点での最大主応力を算出し、算出した最大主応力の最大値を評価領域での応力として算出する。
（４）評価領域に少なくとも１つの節点が含まれるように有限要素モデルを作成し、有限要素モデルを用いて有限要素法解析を実行することで、節点とその隣に位置する節点のうち、溶接止端部から遠い方に位置する節点の変位を算出し、算出した変位からひずみを算出し、算出したひずみにヤング率を乗算した値を評価領域での応力として算出する。
（５）評価領域に少なくとも１つの節点が含まれるように有限要素モデルを作成し、有限要素モデルを用いて有限要素法解析を実行することで、節点のひずみと予め求めたひずみゲージＳ１の方向の方向余弦とから、ひずみゲージＳ１の方向のひずみを算出し、算出したひずみにヤング率を乗算した値を評価領域での応力として算出する。
【0046】
［第３工程ＳＴ３’］
第３工程ＳＴ３’では、第１実施形態の第３工程ＳＴ３のように、台車枠に静荷重試験を実施することで測定した応力と、第２工程ＳＴ２で測定した疲労限度とを比較することに代えて、第１工程ＳＴ１’で有限要素法解析によって算出した応力と、第２工程ＳＴ２で測定した疲労限度とを比較することで、台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の疲労強度を評価する。
第１実施形態と同様に、例えば、第１工程ＳＴ１’で算出した応力の方が第２工程ＳＴ２で測定した疲労限度よりも大きければ、疲労強度が十分ではないと評価し、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部３を手入れしたり、溶接条件の再設計を行うことが考えられる。一方、第２工程ＳＴ２で測定した疲労限度の方が第１工程ＳＴ１’で算出した応力よりも大きければ、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の手入れを省略することが考えられる。
第３工程ＳＴ３’では、第１実施形態の第３工程ＳＴ３のように、台車枠に静荷重試験を実施することで測定した応力と、第２工程ＳＴ２で測定した疲労限度とを比較することに代えて、第１工程ＳＴ１’で有限要素法解析によって算出した応力と、第２工程ＳＴ２で測定した疲労限度とを比較することで、台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の疲労強度を評価する。
第１実施形態と同様に、例えば、第１工程ＳＴ１’で算出した応力の方が第２工程ＳＴ２で測定した疲労限度よりも大きければ、疲労強度が十分ではないと評価し、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部３を手入れしたり、溶接条件の再設計を行うことが考えられる。一方、第２工程ＳＴ２で測定した疲労限度の方が第１工程ＳＴ１’で算出した応力よりも大きければ、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の手入れを省略することが考えられる。
【0047】
以上に説明した第２実施形態に係る疲労強度評価方法によれば、第１工程ＳＴ１’において、実際の台車枠に静荷重試験を実施する必要がなく、有限要素法解析を実行することで、ひずみゲージＳ１を貼付する領域に対応する評価領域での応力を算出するため、第１実施形態に係る疲労強度評価方法に比べて、手間が軽減するという利点を有する。
そして、第３工程ＳＴ３’において、第１工程ＳＴ１’で有限要素法解析によって算出した応力と、第２工程ＳＴ２で測定した疲労限度とを比較することで、第１実施形態と同様に、台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の疲労強度を精度良く評価することが可能である。
そして、第３工程ＳＴ３’において、第１工程ＳＴ１’で有限要素法解析によって算出した応力と、第２工程ＳＴ２で測定した疲労限度とを比較することで、第１実施形態と同様に、台車枠のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部３の疲労強度を精度良く評価することが可能である。
【0048】
以下、本実施形態の第１工程ＳＴ１’による応力算出を評価した結果の一例について説明する。
図６は、本実施形態の第１工程ＳＴ１’による応力算出の評価結果の一例を示す図である。図６の横軸は有限要素モデルのメッシュサイズ（要素を規定する節点間の距離）を、縦軸は算出した応力から得られる応力比率を示す。有限要素モデルとしては、図３に示す試験片２００と同様の試験片であって、図５に示すものと同様に溶接部の断面を三角形状にモデル化したものを用いた。すなわち、溶接部の溶接止端部に対応する領域を角のある形状にモデル化した。そして、有限要素モデルの要素（メッシュ）として四面体２次要素を用い、メッシュサイズを１～１６ｍｍの範囲で変更して、それぞれ有限要素法解析を実行した。これにより、図３（ｃ）に示すものと同様のひずみゲージＳ１を貼付する領域に対応する評価領域での応力と、公称応力とを算出し、これに基づき応力比率を算出した。なお、ひずみゲージＳ１を貼付する領域に対応する評価領域での応力は、ひずみゲージＳ１のゲージ端と節点とが一致するように有限要素モデルを作成し、有限要素法解析を実行することで、節点の変位を算出し、算出した変位からひずみを算出し、算出したひずみにヤング率を乗算した値とした。
図６に「□」でプロットした点が、各メッシュサイズの有限要素モデルに有限要素法解析を実行して算出された応力比率である。図６には、図３に示す試験片２００と同様の試験片を実際に用意して静荷重試験を実施して得られた応力比率を横線で図示している。この実際の試験片としては、溶接部の溶接止端部を模擬して、断面外形が外方に向かって凹の曲率半径０．５ｍｍ、０．６ｍｍ、１．２ｍｍ、３．１ｍｍをそれぞれ有するものを放電加工で形成して用いた（図６において実線で示す横線）。また、実際のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部を有する試験片も用いた（図６において破線で示す横線）。
図６は、本実施形態の第１工程ＳＴ１’による応力算出の評価結果の一例を示す図である。図６の横軸は有限要素モデルのメッシュサイズ（要素を規定する節点間の距離）を、縦軸は算出した応力から得られる応力比率を示す。有限要素モデルとしては、図３に示す試験片２００と同様の試験片であって、図５に示すものと同様に溶接部の断面を三角形状にモデル化したものを用いた。すなわち、溶接部の溶接止端部に対応する領域を角のある形状にモデル化した。そして、有限要素モデルの要素（メッシュ）として四面体２次要素を用い、メッシュサイズを１～１６ｍｍの範囲で変更して、それぞれ有限要素法解析を実行した。これにより、図３（ｃ）に示すものと同様のひずみゲージＳ１を貼付する領域に対応する評価領域での応力と、公称応力とを算出し、これに基づき応力比率を算出した。なお、ひずみゲージＳ１を貼付する領域に対応する評価領域での応力は、ひずみゲージＳ１のゲージ端と節点とが一致するように有限要素モデルを作成し、有限要素法解析を実行することで、節点の変位を算出し、算出した変位からひずみを算出し、算出したひずみにヤング率を乗算した値とした。
図６に「□」でプロットした点が、各メッシュサイズの有限要素モデルに有限要素法解析を実行して算出された応力比率である。図６には、図３に示す試験片２００と同様の試験片を実際に用意して静荷重試験を実施して得られた応力比率を横線で図示している。この実際の試験片としては、溶接部の溶接止端部を模擬して、断面外形が外方に向かって凹の曲率半径０．５ｍｍ、０．６ｍｍ、１．２ｍｍ、３．１ｍｍをそれぞれ有するものを放電加工で形成して用いた（図６において実線で示す横線）。また、実際のＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部を有する試験片も用いた（図６において破線で示す横線）。
【0049】
図６から分かるように、「□」でプロットした本実施形態の第１工程ＳＴ１’で算出した応力（応力比率）は、メッシュサイズに依存せずにほぼ一定であり、実線及び破線の横線で示す実際の試験片で静荷重試験を実施して得られた応力（応力比率）とも良く対応している。このため、本実施形態の第１工程ＳＴ１’で作成する有限要素モデルのメッシュサイズは、１６ｍｍ以下であれば、十分な精度で応力を算出できるといえる。換言すれば、有限要素モデルの隣り合う節点間の距離が８ｍｍ以下であれば、十分な精度で応力を算出できるといえる。
また、実際の試験片の溶接止端部の断面外形の曲率半径が０．５ｍｍ～３．１ｍｍの範囲でばらついたとしても、溶接止端部に対応する領域を角のある形状にモデル化した有限要素モデルを用いて、十分な精度で応力を算出できるといえる。
また、実際の試験片の溶接止端部の断面外形の曲率半径が０．５ｍｍ～３．１ｍｍの範囲でばらついたとしても、溶接止端部に対応する領域を角のある形状にモデル化した有限要素モデルを用いて、十分な精度で応力を算出できるといえる。
【0050】
なお、第１実施形態及び第２実施形態では、Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部が、十字型溶接継手を構成する部材間に形成される場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、Ｔ字型溶接継手や斜交継手など、他の形式の溶接継手を構成する部材間に形成されるＡｓ－ｗｅｌｄ溶接部の疲労強度を評価する際にも適用可能である。
【符号の説明】
【0051】
１、２ａ、２ｂ・・・部材
３・・・Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部
３２ａ、３２ｂ・・・溶接止端部
１００・・・十字型溶接継手
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４・・・ひずみゲージ
Ｓ１１・・・ゲージ端
３・・・Ａｓ－ｗｅｌｄ溶接部
３２ａ、３２ｂ・・・溶接止端部
１００・・・十字型溶接継手
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４・・・ひずみゲージ
Ｓ１１・・・ゲージ端
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】