JP7124744B2 - Residual stress estimation device, residual stress estimation method, program and quality control method - Google Patents
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Description
本発明は、円筒状部材の内面の残留応力を推定するための装置、方法、およびそれらを実現するためのプログラム、ならびにその装置を用いた円筒状部材の品質管理方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus and method for estimating the residual stress on the inner surface of a cylindrical member, a program for realizing them, and a cylindrical member quality control method using the apparatus.
ディーゼルエンジンの燃料噴射管のような高圧環境下で使用される円筒状部材には、高い疲労強度が求められる。このような円筒状部材の疲労強度を向上させる方法として、自緊処理が知られている。自緊処理は過大内圧を作用させることで円筒状部材の内表面近傍を部分的に塑性変形させ、圧縮残留応力を生じさせる処理である。 Cylindrical members such as fuel injection pipes for diesel engines, which are used under high pressure, are required to have high fatigue strength. As a method for improving the fatigue strength of such a cylindrical member, self-tightening treatment is known. The self-stressing process is a process in which excessive internal pressure is applied to partially plastically deform the vicinity of the inner surface of the cylindrical member to generate compressive residual stress.
自緊処理が施された円筒状部材の品質を適切に管理するためには、自緊処理によって、円筒状部材の内面にどの程度の残留応力が発生しているのかを把握しておく必要がある。従来、自緊処理が施された円筒状部材の残留応力を計測するための方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In order to properly manage the quality of self-sealed cylindrical members, it is necessary to know how much residual stress is generated on the inner surface of the cylindrical members by the self-sealing treatment. be. Conventionally, a method has been proposed for measuring the residual stress of a cylindrical member that has been subjected to self-stressing treatment (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に開示された残留応力計測方法では、被処理体の自緊処理前後の寸法変化量と残留応力との関係(以下、マスターカーブと記載する。)が予め知得される。そして、上記被処理体と同材質の被処理体(以下、計測対象と記載する。)の自緊処理前後の寸法変化量を計測し、計測した寸法変化量とマスターカーブとに基づいて、計測対象の残留応力が推定される。 In the residual stress measuring method disclosed in Patent Document 1, the relationship between the amount of dimensional change of the object to be processed before and after self-stressing treatment and the residual stress (hereinafter referred to as a master curve) is known in advance. Then, the dimensional change amount of the object to be treated (hereinafter referred to as the object to be measured) having the same material as the object to be treated is measured before and after the self-heating process, and based on the measured dimensional change amount and the master curve, measurement is performed. Residual stresses of interest are estimated.
特許文献1に開示された方法では、適切なマスターカーブが作成されていれば、計測対象の自緊処理前後の寸法変化量に基づいて、計測対象の残留応力を簡単に推定することができると考えられる。 According to the method disclosed in Patent Document 1, if an appropriate master curve is created, it is possible to easily estimate the residual stress of the object to be measured based on the amount of dimensional change before and after self-tightening treatment of the object to be measured. Conceivable.
しかしながら、現在の技術では、円筒状部材の内面の残留応力を、円筒状部材を分割することなく実測することは難しく、円筒状部材の内面の残留応力を適切に示したマスターカーブを作成することは難しい。このため、マスターカーブおよび寸法変化量のみに基づいて残留応力を推定する特許文献1の方法では、円筒状部材の内面の残留応力を適切に推定することは難しい。 However, with current technology, it is difficult to actually measure the residual stress on the inner surface of the cylindrical member without dividing the cylindrical member. is difficult. For this reason, it is difficult to appropriately estimate the residual stress on the inner surface of the cylindrical member with the method of Patent Document 1, which estimates the residual stress based only on the master curve and the amount of dimensional change.
そこで、本発明は、自緊処理後の円筒状部材の内面の残留応力を適切に推定することができる、残留応力推定装置、残留応力推定方法およびプログラム、ならびに当該残留応力推定装置を用いた品質管理方法を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention provides a residual stress estimating device, a residual stress estimating method and program, and a quality control system using the residual stress estimating device, which can appropriately estimate the residual stress on the inner surface of a cylindrical member after self-heating treatment. It is intended to provide management methods.
本発明は、下記の残留応力推定装置、残留応力推定方法、プログラムおよび品質管理方法を要旨とする。 The gist of the present invention is the following residual stress estimating device, residual stress estimating method, program and quality control method.
(1)自緊処理後の円筒状部材の残留応力を推定する装置であって、
自緊処理後の前記円筒状部材の外面の残留応力の実測値、自緊処理後かつ半割後の前記円筒状部材の外面の残留応力の実測値、および自緊処理後かつ半割後の前記円筒状部材の内面の残留応力の実測値を取得する取得部と、
円筒状部材の解析モデルを用いて予め求められた、自緊処理後の前記円筒状部材の外面の残留応力、自緊処理後の前記円筒状部材の内面の残留応力、自緊処理後かつ半割後の前記円筒状部材の外面の残留応力、および自緊処理後かつ半割後の前記円筒状部材の内面の残留応力の関係と、前記取得部が取得した各残留応力の実測値とに基づいて、前記自緊処理後の前記円筒状部材の前記内面の残留応力を推定する推定部と、
を備える、残留応力推定装置。
(1) A device for estimating the residual stress of a cylindrical member after self-heating treatment,
Measured value of residual stress on the outer surface of the cylindrical member after self-strengthening treatment, measured value of residual stress on the outer surface of the cylindrical member after self-straightening treatment and after halving, and after self-strengthening treatment and after halving an acquisition unit that acquires a measured value of residual stress on the inner surface of the cylindrical member;
The residual stress on the outer surface of the cylindrical member after self-strengthening treatment, the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after self-strengthening treatment, the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after self-strengthening treatment, and the residual stress after self-strengthening treatment and half The relationship between the residual stress on the outer surface of the cylindrical member after splitting, the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after self-strengthening treatment and after splitting in half, and the measured value of each residual stress obtained by the obtaining unit an estimating unit for estimating the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after the self-cooling treatment, based on
A residual stress estimator.
(2)前記関係は、寸法が異なる複数の円筒状部材の解析モデルを用いて求められ、かつ円筒状部材の寸法に関する情報に対応付けられており、
前記取得部は、前記円筒状部材の寸法に関する情報をさらに取得し、
前記推定部は、前記取得部が取得した前記寸法に関する情報および各残留応力の実測値と、前記関係とに基づいて、前記自緊処理後の前記円筒状部材の前記内面の残留応力を推定する、上記(1)に記載の残留応力推定装置。
(2) the relationship is obtained using analytical models of a plurality of cylindrical members having different dimensions, and is associated with information about the dimensions of the cylindrical members;
The acquisition unit further acquires information about the dimensions of the cylindrical member,
The estimating unit estimates the residual stress of the inner surface of the cylindrical member after the self-straining treatment based on the information on the dimensions and the measured value of each residual stress acquired by the acquiring unit, and the relationship. , the residual stress estimating device according to the above (1).
(3)前記寸法に関する情報は、前記円筒状部材の外径および内径に関する情報である、上記(2)に記載の残留応力推定装置。 (3) The residual stress estimating device according to (2) above, wherein the information on the dimensions is information on the outer diameter and the inner diameter of the cylindrical member.
(4)前記推定部が推定した前記内面の残留応力が、予め設定された残留応力の条件を満足するか否かを判定する判定部をさらに備える、上記(1)から(3)のいずれかに記載の残留応力推定装置。 (4) Any one of (1) to (3) above, further comprising a determination unit that determines whether the residual stress of the inner surface estimated by the estimation unit satisfies preset residual stress conditions. The residual stress estimating device according to .
(5)自緊処理後の円筒状部材の残留応力をコンピュータによって推定する方法であって、
(a)自緊処理後の前記円筒状部材の外面の残留応力の実測値、自緊処理後かつ半割後の前記円筒状部材の外面の残留応力の実測値、および自緊処理後かつ半割後の前記円筒状部材の内面の残留応力の実測値を取得するステップと、
(b)円筒状部材の解析モデルを用いて予め求められた、自緊処理後の前記円筒状部材の外面の残留応力、自緊処理後の前記円筒状部材の内面の残留応力、自緊処理後かつ半割後の前記円筒状部材の外面の残留応力、および自緊処理後かつ半割後の前記円筒状部材の内面の残留応力の関係と、前記(a)のステップで取得した各残留応力の実測値とに基づいて、前記自緊処理後の前記円筒状部材の前記内面の残留応力を推定するステップと、
を備える、残留応力推定方法。
(5) A method for estimating the residual stress of a cylindrical member after self-heating treatment by a computer,
(a) Measured value of residual stress on the outer surface of the cylindrical member after self-strengthening treatment, measured value of residual stress on the outer surface of the cylindrical member after self-straightening treatment and after halving, and after self-straightening treatment and half obtaining a measured value of the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after splitting;
(b) the residual stress on the outer surface of the cylindrical member after the self-sealing treatment, the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after the self-sealing treatment, and the self-sealing treatment obtained in advance using the analytical model of the cylindrical member; The relationship between the residual stress on the outer surface of the cylindrical member after halving and the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after self-strengthening treatment and after halving, and each residual obtained in step (a) estimating the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after the self-stressing treatment, based on the measured value of the stress;
A residual stress estimation method comprising:
(6)前記関係は、寸法が異なる複数の円筒状部材の解析モデルを用いて求められ、かつ円筒状部材の寸法に関する情報に対応付けられており、
前記(a)のステップでは、前記円筒状部材の寸法に関する情報をさらに取得し、
前記(b)のステップでは、前記(a)のステップで取得した前記寸法に関する情報および各残留応力の実測値と、前記関係とに基づいて、前記自緊処理後の前記円筒状部材の前記内面の残留応力を推定する、上記(5)に記載の残留応力推定方法。
(6) the relationship is obtained using analytical models of a plurality of cylindrical members having different dimensions, and is associated with information about the dimensions of the cylindrical members;
In step (a), further obtaining information about the dimensions of the cylindrical member;
In the step (b), the inner surface of the cylindrical member after the self-stressing treatment is determined based on the information on the dimensions and the measured values of each residual stress obtained in the step (a), and on the basis of the relationship. The residual stress estimation method according to (5) above, which estimates the residual stress of
(7)前記寸法に関する情報は、前記円筒状部材の外径および内径に関する情報である、上記(6)に記載の残留応力推定方法。 (7) The residual stress estimation method according to (6) above, wherein the information on the dimensions is information on the outer diameter and the inner diameter of the cylindrical member.
(8)(c)前記(b)のステップで推定した前記内面の残留応力が、予め設定された残留応力の条件を満足するか否かを判定するステップをさらに備える、上記(5)から(7)のいずれかに記載の残留応力推定方法。 (8) (c) further comprising a step of determining whether the residual stress on the inner surface estimated in step (b) satisfies preset residual stress conditions, from (5) to ( 7) The method for estimating residual stress according to any one of items.
(9)自緊処理後の円筒状部材の残留応力を推定するために、コンピュータに、
(a)自緊処理後の前記円筒状部材の外面の残留応力の実測値、自緊処理後かつ半割後の前記円筒状部材の外面の残留応力の実測値、および自緊処理後かつ半割後の前記円筒状部材の内面の残留応力の実測値を取得するステップと、
(b)円筒状部材の解析モデルを用いて予め求められた、自緊処理後の前記円筒状部材の外面の残留応力、自緊処理後の前記円筒状部材の内面の残留応力、自緊処理後かつ半割後の前記円筒状部材の外面の残留応力、および自緊処理後かつ半割後の前記円筒状部材の内面の残留応力の関係と、前記(a)のステップで取得した各残留応力の実測値とに基づいて、前記自緊処理後の前記円筒状部材の前記内面の残留応力を推定するステップと、
を実行させる、プログラム。
(9) In order to estimate the residual stress of the cylindrical member after self-heating treatment, the computer
(a) Measured value of residual stress on the outer surface of the cylindrical member after self-strengthening treatment, measured value of residual stress on the outer surface of the cylindrical member after self-straightening treatment and after halving, and after self-straightening treatment and half obtaining a measured value of the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after splitting;
(b) the residual stress on the outer surface of the cylindrical member after the self-sealing treatment, the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after the self-sealing treatment, and the self-sealing treatment obtained in advance using the analytical model of the cylindrical member; The relationship between the residual stress on the outer surface of the cylindrical member after halving and the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after self-strengthening treatment and after halving, and each residual obtained in step (a) estimating the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after the self-stressing treatment, based on the measured value of the stress;
The program that causes the to run.
(10)前記関係は、寸法が異なる複数の円筒状部材の解析モデルを用いて求められ、かつ円筒状部材の寸法に関する情報に対応付けられており、
前記(a)のステップでは、前記円筒状部材の寸法に関する情報をさらに取得し、
前記(b)のステップでは、前記(a)のステップで取得した前記寸法に関する情報および各残留応力の実測値と、前記関係とに基づいて、前記自緊処理後の前記円筒状部材の前記内面の残留応力を推定する、上記(9)に記載のプログラム。
(10) the relationship is obtained using analytical models of a plurality of cylindrical members having different dimensions, and is associated with information regarding the dimensions of the cylindrical members;
In step (a), further obtaining information about the dimensions of the cylindrical member;
In the step (b), the inner surface of the cylindrical member after the self-stressing treatment is determined based on the information on the dimensions and the measured values of each residual stress obtained in the step (a), and on the basis of the relationship. The program according to (9) above, which estimates the residual stress of
(11)前記寸法に関する情報は、前記円筒状部材の外径および内径に関する情報である、上記(10)に記載のプログラム。 (11) The program according to (10) above, wherein the information on dimensions is information on an outer diameter and an inner diameter of the cylindrical member.
(12)前記コンピュータに、
(c)前記(b)のステップで推定した前記内面の残留応力が、予め設定された残留応力の条件を満足するか否かを判定するステップをさらに実行させる、上記(9)から(11)のいずれかに記載のプログラム。
(12) to the computer,
(c) determining whether or not the residual stress on the inner surface estimated in step (b) satisfies a preset residual stress condition; (9) to (11) A program as described in any of
(13)(A)円筒状部材に自緊処理を行うステップと、
(B)前記(A)のステップで自緊処理された前記円筒状部材の外面の残留応力を実測するステップと、
(C)前記(A)のステップで自緊処理された前記円筒状部材を半割切断した後、当該半割後の円筒状部材の外面および内面の残留応力を実測するステップと、
(D)前記(A)のステップで自緊処理された前記円筒状部材の内面の残留応力を、請求項1から4のいずれかに記載の残留応力推定装置を用いて、前記(B)および前記(C)のステップで実測した各残留応力から推定するステップと、
(E)前記(D)のステップで推定された残留応力に基づいて、他の円筒状部材の自緊処理の条件を調整するステップと、
を備える、円筒状部材の品質管理方法。
(13) (A) a step of subjecting the cylindrical member to a self-stressing process;
(B) a step of actually measuring the residual stress on the outer surface of the cylindrical member that has been subjected to self-stress treatment in step (A);
(C) After halving the cylindrical member that has undergone the self-stressing treatment in step (A), measuring the residual stress on the outer and inner surfaces of the halved cylindrical member;
(D) Using the residual stress estimating apparatus according to any one of claims 1 to 4, the residual stress on the inner surface of the cylindrical member that has been subjected to the self-straining treatment in step (A) is estimated by using the residual stress estimator according to (B) and A step of estimating from each residual stress actually measured in step (C);
(E) a step of adjusting conditions for self-stressing treatment of other cylindrical members based on the residual stress estimated in step (D);
A method for quality control of a cylindrical member, comprising:
本発明によれば、自緊処理後の円筒状部材の内面の残留応力を適切に推定することができ、円筒状部材の適切な品質管理が可能になる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the residual stress of the inner surface of the cylindrical member after self-heating treatment can be estimated appropriately, and the appropriate quality control of a cylindrical member is attained.
従来、本発明者らは、自緊処理された円筒状部材の品質管理のために、自緊処理後の円筒状部材を半割切断して、半割後の円筒状部材の内面の残留応力を測定することによって、自緊処理後の円筒状部材の内面の残留応力を相対的に評価していた。なお、半割切断とは、軸方向から見て円筒状部材が円弧状の2つの部材に2等分されるように該円筒状部材を切断することを意味する。 Conventionally, the inventors of the present invention cut the cylindrical member after the self-heating treatment in half, and measured the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after the half-halving for the quality control of the self-heating-treated cylindrical member. By measuring , the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after self-heating treatment was relatively evaluated. Note that cutting in half means cutting the cylindrical member so that the cylindrical member is divided into two arcuate members when viewed from the axial direction.
しかしながら、円筒状部材の品質をより適切に管理するためには、自緊処理後かつ半割前の円筒状部材の内面の残留応力を定量的に評価することが好ましい。そこで、本発明者らは、円筒状部材の内面の残留応力を定量的に評価するための方法について研究を進めてきた。その研究の中で、本発明者らは、半割後の円筒状部材の内面の残留応力に加えて、半割前後の円筒状部材の外面の残留応力を考慮することによって、自緊処理後かつ半割前の円筒状部材の内面の残留応力を評価することを検討した。 However, in order to more appropriately manage the quality of the cylindrical member, it is preferable to quantitatively evaluate the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after self-stressing treatment and before halving. Therefore, the present inventors have been researching a method for quantitatively evaluating the residual stress on the inner surface of a cylindrical member. In the study, the present inventors considered the residual stress on the outer surface of the cylindrical member before and after halving in addition to the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after halving. In addition, evaluation of the residual stress on the inner surface of the cylindrical member before halving was examined.
本発明者らは、まず、評価対象となる円筒状部材の解析モデルを用いて、種々の条件で数値解析(FEM解析)を行い、自緊処理によって円筒状部材の各部に発生する残留応力(計算値)を求めた。具体的には、本発明者らは、まず、数値解析によって、自緊処理後かつ半割前の円筒状部材の外面の残留応力σo1、自緊処理後かつ半割前の円筒状部材の内面の残留応力σi1、自緊処理後かつ半割後の円筒状部材の外面の残留応力σo2、および自緊処理後かつ半割後の円筒状部材の内面の残留応力σi2を求めた。 The present inventors first performed numerical analysis (FEM analysis) under various conditions using an analytical model of a cylindrical member to be evaluated, and found that the residual stress ( calculated value). Specifically, the present inventors, first, numerically analyzed the residual stress σ o1 on the outer surface of the cylindrical member after self-strengthening treatment and before halving, The residual stress σ i1 on the inner surface, the residual stress σ o2 on the outer surface of the cylindrical member after self-strengthening treatment and after halving, and the residual stress σ i2 on the inner surface of the cylindrical member after self-strengthening treatment and after halving were determined. .
上記のようにして得られた各残留応力について詳細な検討を行った結果、本発明者らは、半割前の円筒状部材の内面の残留応力σi1は、半割前の円筒状部材の外面の残留応力σo1、半割後の円筒状部材の外面の残留応力σo2、および半割後の円筒状部材の内面の残留応力σi2を用いて表すことができることを見出した。 As a result of detailed examination of each residual stress obtained as described above, the present inventors found that the residual stress σ i1 on the inner surface of the cylindrical member before halving is It was found that the residual stress σ o1 on the outer surface, the residual stress σ o2 on the outer surface of the halved cylindrical member, and the residual stress σ i2 on the inner surface of the halved cylindrical member were used.
本発明は、上記の知見に基づいてなされたものである。以下、本発明の実施の形態に係る残留応力推定装置、残留応力推定方法、プログラムおよび品質管理方法について図面を用いて説明する。 The present invention has been made based on the above findings. A residual stress estimation device, a residual stress estimation method, a program, and a quality control method according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[装置構成]
図1は、本発明の実施の形態に係る残留応力推定装置の概略構成を示す図である。図1に示すように、本実施形態に係る残留応力推定装置10(以下、推定装置10と略記する。)は、取得部12と、推定部14とを備えている。
[Device configuration]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a residual stress estimating device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1 , a residual stress estimation device 10 (hereinafter abbreviated as estimation device 10 ) according to this embodiment includes an
図2は、推定装置10によって残留応力が推定される自緊処理後の円筒状部材の一例を示す図である。図2において、(a)は、自緊処理が施された円筒状部材20の左側面図であり、(b)は、(a)に示す円筒状部材20の正面図であり、(c)は、(a)に示す円筒状部材20を半割切断して得られる半割試料22の左側面図であり、(d)は、(c)に示す半割試料22の正面図である。なお、本明細書において半割後の円筒状部材とは、自緊処理後の円筒状部材を半割切断して得られる半割試料を意味する。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a cylindrical member after self-straining treatment whose residual stress is estimated by the estimating
図1および図2を参照して、本実施形態では、自緊処理後の円筒状部材20の外面20aの残留応力σo1、半割試料22の外面22aの残留応力σo2、および半割試料22の内面22bの残留応力σi2の実測値が、ユーザによって推定装置10に入力され、取得部12によって取得される。なお、本実施形態において残留応力とは、円筒状部材20の周方向における残留応力を意味する。
1 and 2, in the present embodiment, the residual stress σ o1 of the
図2を参照して、残留応力を測定する際の円筒状部材20の長さLは、円筒状部材20の外径Dの3倍以上とすることが好ましく、例えば30mm程度とすることができる。円筒状部材20を半割切断する際に切断に伴う発熱が過剰になると、内面における残留応力に影響を与える。このため、発熱が極力ない切断方法を採用する必要があり、ワイヤーカット放電加工により半割切断することが好ましい。この際、半割試料22の側面視において、半割試料22の切断面22cと外面22aの中心との距離X(切断面22cに垂直な方向における距離)は、円筒状部材20の半径rの±5%以内の範囲になるよう制御することが好ましい。
Referring to FIG. 2, the length L of the
残留応力の測定は、電解研磨によって円筒状部材20の外面20aおよび半割試料22の内面22bの表層を10μm以下の範囲で除去した後に行う。測定方法としては、X線回折によるsin2ψ法を用いることができ、非特許文献1に準拠して行うことができる。
The measurement of the residual stress is performed after removing the surface layer of the
推定部14は、円筒状部材20の解析モデルを用いて予め求められた関係と、取得部12が取得した残留応力σo1,σo2,σi2の実測値とに基づいて、自緊処理後の円筒状部材20の内面20bの残留応力σi1を推定する。上記関係は、例えば、推定装置10が備える図示しない記憶装置、または推定装置10に接続された図示しない記憶装置に予め記憶されている。本実施形態では、推定部14は、例えば、残留応力σi1と残留応力σo1,σo2,σi2との関係を表した関数を用いて、取得部12が取得した残留応力σo1,σo2,σi2の実測値から、残留応力σi1の推定値を計算する。より具体的には、推定部14は、例えば、残留応力σo1,σo2,σi2を変数とする多変数関数を用いて残留応力σi1を計算する。推定部14が利用する多変数関数については後述する。
The estimating
以上のように、本実施形態に係る推定装置10では、解析モデルを用いた数値解析によって得られた残留応力σi1と残留応力σo1,σo2,σi2との関係、および残留応力σo1,σo2,σi2の実測値を用いて残留応力σi1の推定値が計算される。この場合、適切な数値解析によって求められた上記関係を用いることによって、実測が可能な残留応力σo1,σo2,σi2から、実測が困難な円筒状部材20の内面20bの残留応力σi1を適切に推定することができる。その結果、ユーザは、推定装置10によって算出された残留応力σi1の推定値を用いて、自緊処理が施された円筒状部材20の品質を適切に管理することが可能になる。
As described above, in the
次に、推定装置10の具体的な構成について説明する。図3は、本発明の一実施形態に係る推定装置の構成を具体的に示すブロック図である。
Next, a specific configuration of the
図3に示すように、推定装置10は、上述の取得部12および推定部14に加えてさらに、判定部16、および出力部18を備えている。
As shown in FIG. 3 , the
図2および図3を参照して、本実施形態では、残留応力σo1,σo2,σi2の実測値に加えてさらに、円筒状部材20の寸法に関する情報(本実施形態では、外径Dおよび内径d)が推定装置10に入力され、取得部12によって取得される。
2 and 3, in this embodiment, in addition to the measured values of the residual stresses σ o1 , σ o2 , and σ i2 , information on the dimensions of the cylindrical member 20 (in this embodiment, the outer diameter D and the inner diameter d) are input to the
推定部14は、円筒状部材20の解析モデルを用いて予め求められた関係、ならびに取得部12が取得した残留応力σo1,σo2,σi2の実測値、円筒状部材20の寸法に関する情報(本実施形態では、外径Dおよび内径d)に基づいて、円筒状部材20の内面20bの残留応力σi1を推定する。本実施形態では、上記の関係は、寸法が異なる複数の円筒状部材20の解析モデルを用いて求められ、かつ円筒状部材20の寸法に関する情報(外径Dおよび内径d)に対応付けられている。本実施形態では、推定部14は、例えば、残留応力σo1,σo2,σi2および円筒状部材20の寸法に関する値(本実施形態では、外径Dおよび内径d)を変数とする多変数関数を用いて残留応力σi1を計算する。推定部14が利用する多変数関数については後述する。
The estimating
判定部16は、推定部14によって計算された残留応力σi1の推定値が、予め設定された残留応力σi1の条件を満足しているか否かを判定する。なお、本実施形態において残留応力σi1の条件とは、円筒状部材20の内面20bに生じさせるべき残留応力σi1の範囲を意味する。残留応力σi1の条件は、これまでの経験に基づいて決定され、例えば、推定装置10のユーザによって入力されてもよく、推定装置10が備える図示しない記憶装置、または推定装置10に接続された図示しない記憶装置に予め記憶されていてもよい。
The
出力部18は、判定部16による判定結果を出力する。本実施形態では、出力部18は、例えば、判定部16による判定結果を、推定装置10に接続された図示しない表示装置に出力する。なお、判定部16による判定結果には、推定部14によって計算された残留応力σi1の推定値と予め設定された残留応力σi1の範囲との差分、および自緊処理圧の調整量等が含まれていてもよい。
The
以上のように、本実施形態に係る推定装置10では、実測が可能な残留応力σo1,σo2,σi2、円筒状部材20の外径D、および円筒状部材20の内径dを用いて、実測が困難な円筒状部材20の内面20bの残留応力σi1を推定することができる。すなわち、本実施形態に係る推定装置10は、種々の寸法の円筒状部材20の内面20bの残留応力σi1を推定することができる。したがって、ユーザは、推定装置10によって算出された残留応力σi1の推定値を用いて、自緊処理が施された種々の寸法の円筒状部材20の品質を適切に管理することが可能になる。
As described above, in the
[多変数関数]
以下、推定部14が利用する多変数関数の求め方の一例について説明する。以下においては、残留応力σo1,σo2,σi2、外径D、および内径dを変数とする多変数関数によって残留応力σi1の推定値を計算する場合について説明する。
[Multi-variable function]
An example of how to find the multivariable function used by the
本実施形態では、数値解析によって、残留応力σi1を表す多変数関数を求める。具体的には、図4(a)に示すように、二次元平面ひずみ要素によって、円筒状部材20の横断面(筒軸方向に垂直な断面)をモデル化した円弧状の解析モデル40(1/4モデル)を作成する。図示は省略するが、解析モデル40は、複数の要素(メッシュ)に分割されている。解析モデル40の物性値は、円筒状部材20の材料によって適宜設定すればよい。本実施形態では、解析モデル40は、例えば、弾性体とする。
In this embodiment, a multivariable function representing the residual stress σ i1 is obtained by numerical analysis. Specifically, as shown in FIG. 4A, an arc-shaped analysis model 40 (1 /4 model). Although illustration is omitted, the
まず、円筒状部材20を模擬するために、図4(b)に示すように、解析モデル40の周方向における両端部40a,40bの周方向への移動を規制するように、拘束条件を設定する。その後、初期状態として、自緊処理時の円筒状部材20の状態を模擬した体積力を設定する。具体的には、初期状態では、解析モデル40の内面40cに周方向の圧縮残留応力(例えば、-100MPa)を与える。また、初期状態では、内面40cから解析モデル40の径方向に離れた位置P(円弧状の破線で示す位置)と外面40dとの間の領域には、応力が生じていないものとする。さらに、初期状態では、内面40cと位置Pとの間の領域の応力分布は、内面40cから位置Pに向かって圧縮応力が漸次低下するように、線形分布とした。なお、図4(b)ならびに後述の図5および図6には、端部40bにおける応力状態が示されている。以下においては、端部40b上において圧縮応力が0になる点P1と内面40cとの径方向における距離を、距離tと記載し、解析モデル40の厚みを、厚みTと記載する。
First, in order to simulate the
上記のように体積力を設置した後、弾性解析を実施して、応力を再配分する。これにより、例えば、図5に示すように、解析モデル40の応力状態が変化する。なお、図5においては、応力が0になっている位置を破線で示している。破線よりも内側の領域では、周方向の圧縮応力が発生し、破線よりも外側の領域では、周方向の引張応力が発生している。図5に示す状態では、解析モデル40の全体の応力分布の積分値は0になる。図5に示す応力状態が、自緊処理後の円筒状部材20の応力状態に対応する。本実施形態では、図5に示す状態において、内面40cと端部40bとの交点の応力を、自緊処理後の円筒状部材20の内面20bの残留応力σi1として取得し、外面40dと端部40bとの交点の応力を、自緊処理後の円筒状部材20の外面20aの残留応力σo1として取得する。
After installing the body forces as described above, an elastic analysis is performed to redistribute the stresses. This changes the stress state of the
次に、半割試料22(半割後の円筒状部材20)を模擬するために、図6に示すように、端部40aの拘束を解除して、弾性解析を実施する。これにより、解析モデル40の応力状態がさらに変化する。なお、図6においては、応力が0になっている位置を破線で示している。図6に示す例では、解析モデル40において、径方向における中央部には、周方向の引張応力が発生し、内面40cに沿う円弧状の領域および外面40dに沿う円弧状の領域には、周方向の圧縮応力が発生している。また、図6に示す解析モデル40では、端部40aが半割試料22の切断面22c(図2参照)に対応し、端部40bが半割試料22の周方向における中心部22d(図2参照)に対応する。本実施形態では、図6に示す状態において、内面40cと端部40bとの交点の応力を、半割試料22の内面22bの残留応力σi2として取得し、外面40dと端部40bとの交点の応力を、半割試料22の外面22aの残留応力σo2として取得する。
Next, in order to simulate the halved sample 22 (the
任意の寸法の円筒状部材20について、図4(b)、図5および図6で説明した上記の解析を、初期状態における距離tを種々変化させて(すなわち、図4(b)において圧縮応力が0になる点P1の位置を変化させて)行う。
For the
本発明者らの種々の検討の結果、円筒状部材20の厚みT、ならびに上記のようにして求められる自緊処理後の円筒状部材20における距離t(図5参照)、円筒状部材20の外面20aの残留応力σo1(図5参照)、円筒状部材20の内面20bの残留応力σi1(図5参照)、半割試料22の外面22aの残留応力σo2(図6参照)、および半割試料22の内面22bの残留応力σi2(図6参照)の間には、一定の関係があることが分かった。
As a result of various studies by the present inventors, the thickness T of the
具体的には、本発明者らは、図7に示すように、自緊処理後の円筒状部材20における(t/T)2の値と、(σi2/-σi1)の値との間に、一定の相関があることを見出した。そして、(t/T)2の値と、(σi2/-σi1)の値との関係を最小二乗法で線形近似することによって、下記式(1)を求めた。なお、下記式(1)において、aおよびbは係数である。
σi2/(-σi1)=a*(t/T)2-b ・・・(1)
Specifically, as shown in FIG. 7, the present inventors have found the relationship between the value of (t/T) 2 and the value of (σ i2 /−σ i1 ) in the
σ i2 /(-σ i1 )=a*(t/T) 2 -b (1)
また、本発明者らは、図8に示すように、自緊処理後の円筒状部材20における(t/T)2の値と、((σo2-σo1)/-σi1)の値との間にも、一定の相関があることを見出した。そして、(t/T)2の値と、((σo2-σo1)/-σi1)の値との関係を最小二乗法で線形近似することによって、下記式(2)を求めた。なお、下記式(2)において、cおよびdは係数である。
(σo2-σo1)/(-σi1)=-c*(t/T)2-d ・・・(2)
In addition, as shown in FIG. 8, the present inventors have found that the value of (t/T) 2 and the value of ((σ o2 −σ o1 )/−σ i1 ) in the
(σ o2 -σ o1 )/(-σ i1 )=-c*(t/T) 2 -d (2)
上記式(1)から、自緊処理後の円筒状部材20の内面20bの残留応力σi1は、下記式(3)で表すことができる。
σi1=(-σi2)/(a*(t/T)2-b) ・・・(3)
From the above formula (1), the residual stress σ i1 of the
σ i1 =(-σ i2 )/(a*(t/T) 2 -b) (3)
上記式(1),(2)から、(t/T)は、下記式(4)で表すことができる。
t/T=((b*(σo2-σo1)-d*σi2)/(a*(σo2-σo1)+c*σi2))1/2 ・・・(4)
From the above formulas (1) and (2), (t/T) can be represented by the following formula (4).
t/T=((b*(σ o2 -σ o1 )-d*σ i2 )/(a*(σ o2 -σ o1 )+c*σ i2 )) 1/2 (4)
種々の寸法の円筒状部材20について上記の解析を行うことによって、円筒状部材20の寸法ごとに、上記式(3)および(4)を求める。そして、円筒状部材20の寸法ごとに求めた上記式(3),(4)に基づいて、係数aを、円筒状部材20の寸法に関する値(本実施形態では、外径Dおよび内径d)を変数とする関数で表す。係数aは、例えば、(D/d)2の値の定数倍を変数とする指数関数で表される。詳細な説明は省略するが、円筒状部材20の寸法ごとに求めた上記式(3),(4)に基づいて、他の係数b,c,dのそれぞれを、円筒状部材20の寸法に関する値(本実施形態では、外径Dおよび内径d)を変数とする関数で表す。
By performing the above analysis on
以上のようにして求めた各係数a,b,c,dを表す関数および上記式(3),(4)に基づいて、自緊処理後の円筒状部材20の内面20bの残留応力σi1を、残留応力σo1,σo2,σi2および円筒状部材20の寸法に関する値(本実施形態では、外径Dおよび内径d)を変数とする多変数関数で表すことが可能になる。 Residual stress σ i1 can be expressed by a multivariable function whose variables are the residual stresses σ o1 , σ o2 , σ i2 and the values related to the dimensions of the cylindrical member 20 (outer diameter D and inner diameter d in this embodiment).
なお、推定部14が利用する多変数関数の求め方は上述の例に限定されず、種々の条件で数値解析を行うことによって求められる残留応力σo1,σo2,σi1,σi2に基づいて適宜求めることができる。
Note that the method of obtaining the multivariable function used by the estimating
[装置動作]
次に、本実施形態に係る推定装置10の動作について説明する。図9は、本実施形態に係る推定装置10の動作を示すフロー図である。なお、本発明の一実施形態に係る残留応力推定方法は、推定装置10を動作させることによって実施される。
[Equipment operation]
Next, the operation of the
本実施形態では、まず、取得部12が、上述したように、円筒状部材20の外面20aの残留応力σo1の実測値、半割試料22の外面22aの残留応力σo2の実測値、半割試料22の内面22bの残留応力σi2の実測値、円筒状部材20の外径D、および円筒状部材20の内径dを取得する(ステップS1)。
In the present embodiment, first, as described above, the acquiring
次に、推定部14が、上述したように、円筒状部材20の解析モデルを用いて予め求められた関係、ならびに取得部12が取得した残留応力σo1,σo2,σi2の実測値、外径Dおよび内径dに基づいて、円筒状部材20の内面20bの残留応力σi1を推定する(ステップS2)。
Next, the estimating
次に、判定部16が、上述したように、推定部14によって計算された残留応力σi1の推定値が、予め設定された残留応力σi1の条件を満足しているか否かを判定する(ステップS3)。最後に、出力部18が、上述したように、判定部16による判定結果を出力する(ステップS4)。
Next, the
[プログラム]
本発明の一実施形態に係るプログラムは、コンピュータに、上述のステップS1~S4の処理を実行させるプログラムであればよい。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施形態に係る残留応力推定装置と残留応力推定方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのプロセッサは、取得部12、推定部14、判定部16および出力部18として機能し、処理を行なう。
[program]
A program according to an embodiment of the present invention may be a program that causes a computer to execute the processes of steps S1 to S4 described above. By installing this program in a computer and executing it, the residual stress estimating device and residual stress estimating method according to this embodiment can be realized. In this case, the processor of the computer functions as the acquiring
また、本実施形態に係るプログラムは、複数のコンピュータによって構築されたコンピュータシステムによって実行されてもよい。この場合、各コンピュータがそれぞれ、取得部12、推定部14、判定部16、および出力部18として機能してもよい。
Also, the program according to the present embodiment may be executed by a computer system constructed by a plurality of computers. In this case, each computer may function as the
[物理構成]
図10は、本発明の一実施形態に係る推定装置10を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。コンピュータ110は、本実施形態に係るプログラムを実行することによって、本実施形態に係る推定装置10を実現する。
[Physical configuration]
FIG. 10 is a block diagram showing an example of a computer that implements the
図10に示すように、コンピュータ110は、CPU111と、メインメモリ112と、記憶装置113と、入力インターフェイス114と、表示コントローラ115と、データリーダ/ライタ116と、通信インターフェイス117とを備える。これらの各部は、バス121を介して、互いにデータ通信可能に接続される。なお、コンピュータ110は、CPU111に加えて、又はCPU111に代えて、GPU(Graphics Processing Unit)、又はFPGA(Field-Programmable Gate Array)を備えていてもよい。
As shown in FIG. 10 ,
CPU111は、記憶装置113に格納された、本実施の形態におけるプログラム(コード)をメインメモリ112に展開し、これらを所定順序で実行することにより、各種の演算を実施する。メインメモリ112は、典型的には、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等の揮発性の記憶装置である。また、本実施の形態におけるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体120に格納された状態で提供される。なお、本実施の形態におけるプログラムは、通信インターフェイス117を介して接続されたインターネット上で流通するものであってもよい。
The
また、記憶装置113の具体例としては、ハードディスクドライブの他、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置が挙げられる。入力インターフェイス114は、CPU111と、キーボードおよびマウスといった入力機器118との間のデータ伝送を仲介する。表示コントローラ115は、ディスプレイ装置119と接続され、ディスプレイ装置119での表示を制御する。
Further, as a specific example of the
データリーダ/ライタ116は、CPU111と記録媒体120との間のデータ伝送を仲介し、記録媒体120からのプログラムの読み出し、およびコンピュータ110における処理結果の記録媒体120への書き込みを実行する。通信インターフェイス117は、CPU111と、他のコンピュータとの間のデータ伝送を仲介する。
Data reader/
また、記録媒体120の具体例としては、CF(Compact Flash(登録商標))およびSD(Secure Digital)等の汎用的な半導体記憶デバイス、フレキシブルディスク(Flexible Disk)等の磁気記録媒体、又はCD-ROM(Compact Disk Read Only Memory)などの光学記録媒体が挙げられる。
Specific examples of the
なお、本実施形態に係る推定装置10は、プログラムがインストールされたコンピュータではなく、各部に対応したハードウェアを用いることによって実現されてもよい、また、推定装置10は、一部がプログラムで実現され、残りの部分がハードウェアで実現されていてもよい。
Note that the
[品質管理方法]
最後に、上述の推定装置10を用いて実施される円筒状部材20の品質管理方法について説明する。
[Quality control method]
Finally, a quality control method for the
図2を参照して、本発明の一実施形態に係る品質管理方法は、
(a)円筒状部材20に自緊処理を行うステップと、
(b)上記(a)のステップで自緊処理された円筒状部材20の外面20aの残留応力σo1を実測するステップと、
(c)上記(a)のステップで自緊処理された円筒状部材20を半割切断した後、当該半割後の円筒状部材(すなわち、半割試料22)の外面22aおよび内面22bの残留応力σo2,σi2を実測するステップと、
(d)上記(a)のステップで自緊処理された円筒状部材20の内面20bの残留応力σi1を、上述の推定装置10を用いて、上記(b)および(c)のステップで実測した各残留応力σo1,σo2,σi2から推定するステップと、
(e)上記(d)のステップで推定された残留応力σi1に基づいて、他の円筒状部材20の自緊処理の条件を調整するステップと、を備えている。
Referring to FIG. 2, the quality control method according to one embodiment of the present invention comprises:
(a) a step of subjecting the
(b) a step of actually measuring the residual stress σ o1 of the
(c) After halving the
(d) The residual stress σ i1 of the
(e) adjusting conditions for self-stressing treatment of the other
上記(a)のステップでは、公知の自緊処理方法により、円筒状部材20に自緊処理が行われる。自緊処理が施される円筒状部材20としては、例えば、継目無鋼管等の種々の鋼管を利用することができる。なお、自緊処理を行う際に円筒状部材の内面に作用させる圧力(以下、自緊処理圧と記載する。)と、自緊処理後の円筒状部材の内面に生じる残留応力との関係を示すマスターカーブを、数値解析(FEM解析)等によって予め求めてもよい。この場合、自緊処理を行うステップでは、円筒状部材の内面に所望の残留応力を生じさせることができるように、マスターカーブを用いて自緊処理圧を決定することができる。
In the above step (a), the
上記(b)および(c)のステップでは、上述したように、非特許文献1に準拠して各残留応力を測定することができる。なお、(c)のステップでは、半割試料22の外面22aおよび内面22bのうち、中心部22dまたはその近傍の残留応力を測定する。
In steps (b) and (c) above, each residual stress can be measured according to Non-Patent Document 1, as described above. In step (c), the residual stress at or near the
上記(a)~(d)のステップは、例えば、同一ロットまたは同一の溶鋼から製造された複数の円筒状部材に自緊処理を施す際に、最初に自緊処理が施された円筒状部材に対して実施される。 The above steps (a) to (d) are performed, for example, when a plurality of cylindrical members manufactured from the same lot or from the same molten steel are subjected to self-straining treatment, the cylindrical member first subjected to self-straining treatment is carried out against
上記(e)のステップでは、例えば、作業者は、推定装置10によって推定された残留応力σi1の推定値が、予め設定された残留応力σi1の上限値を超えている場合には、同一ロットまたは同一の溶鋼から製造された他の円筒状部材20に自緊処理を行う際に、自緊処理圧を現在の設定圧力から低下させる。一方、推定装置10によって推定された残留応力σi1の推定値が、予め設定された残留応力σi1の下限値未満の場合には、作業者は、上記他の円筒状部材20に自緊処理を行う際に、自緊処理圧を現在の設定圧力から上昇させる。作業者は、例えば、同一ロットまたは同一の溶鋼から製造された複数の円筒状部材に自緊処理を施す際には、(e)のステップで残留応力σi1の推定値が予め設定された残留応力σi1の条件を満たすまで、(a)~(e)のステップを繰り返し実行する。これにより、円筒状部材20の適切な品質管理が可能になる。
In the above step (e), for example, if the estimated value of the residual stress σ i1 estimated by the
本発明によれば、自緊処理後の円筒状部材の内面の残留応力を適切に推定することができ、円筒状部材の適切な品質管理が可能になる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the residual stress of the inner surface of the cylindrical member after self-heating treatment can be estimated appropriately, and the appropriate quality control of a cylindrical member is attained.
10 推定装置
12 取得部
14 推定部
16 判定部
18 出力部
20 円筒状部材
20a 外面
20b 内面
22 半割試料
22a 外面
22b 内面
22c 切断面
22d 中心部
40 解析モデル
40a,40b 端部
40c 内面
40d 外面
10
Claims (13)
自緊処理後の前記円筒状部材の外面の残留応力の実測値、自緊処理後かつ半割後の前記円筒状部材の外面の残留応力の実測値、および自緊処理後かつ半割後の前記円筒状部材の内面の残留応力の実測値を取得する取得部と、
円筒状部材の解析モデルを用いて予め求められた、自緊処理後の前記円筒状部材の外面の残留応力、自緊処理後の前記円筒状部材の内面の残留応力、自緊処理後かつ半割後の前記円筒状部材の外面の残留応力、および自緊処理後かつ半割後の前記円筒状部材の内面の残留応力の関係と、前記取得部が取得した各残留応力の実測値とに基づいて、前記自緊処理後の前記円筒状部材の前記内面の残留応力を推定する推定部と、
を備える、残留応力推定装置。 A device for estimating the residual stress of a cylindrical member after self-heating treatment,
Measured value of residual stress on the outer surface of the cylindrical member after self-strengthening treatment, measured value of residual stress on the outer surface of the cylindrical member after self-straightening treatment and after halving, and after self-strengthening treatment and after halving an acquisition unit that acquires a measured value of residual stress on the inner surface of the cylindrical member;
The residual stress on the outer surface of the cylindrical member after self-strengthening treatment, the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after self-strengthening treatment, the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after self-strengthening treatment, and the residual stress after self-strengthening treatment and half The relationship between the residual stress on the outer surface of the cylindrical member after splitting, the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after self-strengthening treatment and after splitting in half, and the measured value of each residual stress obtained by the obtaining unit an estimating unit for estimating the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after the self-cooling treatment, based on
A residual stress estimator.
前記取得部は、前記円筒状部材の寸法に関する情報をさらに取得し、
前記推定部は、前記取得部が取得した前記寸法に関する情報および各残留応力の実測値と、前記関係とに基づいて、前記自緊処理後の前記円筒状部材の前記内面の残留応力を推定する、請求項1に記載の残留応力推定装置。 The relationship is obtained using an analytical model of a plurality of cylindrical members having different dimensions, and is associated with information regarding the dimensions of the cylindrical member,
The acquisition unit further acquires information about the dimensions of the cylindrical member,
The estimating unit estimates the residual stress of the inner surface of the cylindrical member after the self-straining treatment based on the information on the dimensions and the measured value of each residual stress acquired by the acquiring unit, and the relationship. , The residual stress estimating device according to claim 1.
(a)自緊処理後の前記円筒状部材の外面の残留応力の実測値、自緊処理後かつ半割後の前記円筒状部材の外面の残留応力の実測値、および自緊処理後かつ半割後の前記円筒状部材の内面の残留応力の実測値を取得するステップと、
(b)円筒状部材の解析モデルを用いて予め求められた、自緊処理後の前記円筒状部材の外面の残留応力、自緊処理後の前記円筒状部材の内面の残留応力、自緊処理後かつ半割後の前記円筒状部材の外面の残留応力、および自緊処理後かつ半割後の前記円筒状部材の内面の残留応力の関係と、前記(a)のステップで取得した各残留応力の実測値とに基づいて、前記自緊処理後の前記円筒状部材の前記内面の残留応力を推定するステップと、
を備える、残留応力推定方法。 A method for estimating the residual stress of a cylindrical member after self-heating treatment by a computer,
(a) Measured value of residual stress on the outer surface of the cylindrical member after self-strengthening treatment, measured value of residual stress on the outer surface of the cylindrical member after self-straightening treatment and after halving, and after self-straightening treatment and half obtaining a measured value of the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after splitting;
(b) the residual stress on the outer surface of the cylindrical member after the self-sealing treatment, the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after the self-sealing treatment, and the self-sealing treatment obtained in advance using the analytical model of the cylindrical member; The relationship between the residual stress on the outer surface of the cylindrical member after halving and the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after self-strengthening treatment and after halving, and each residual obtained in step (a) estimating the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after the self-stressing treatment, based on the measured value of the stress;
A residual stress estimation method comprising:
前記(a)のステップでは、前記円筒状部材の寸法に関する情報をさらに取得し、
前記(b)のステップでは、前記(a)のステップで取得した前記寸法に関する情報および各残留応力の実測値と、前記関係とに基づいて、前記自緊処理後の前記円筒状部材の前記内面の残留応力を推定する、請求項5に記載の残留応力推定方法。 The relationship is obtained using an analytical model of a plurality of cylindrical members having different dimensions, and is associated with information regarding the dimensions of the cylindrical member,
In step (a), further obtaining information about the dimensions of the cylindrical member;
In the step (b), the inner surface of the cylindrical member after the self-stressing treatment is determined based on the information on the dimensions and the measured values of each residual stress obtained in the step (a), and on the basis of the relationship. 6. The residual stress estimation method according to claim 5, wherein the residual stress of is estimated.
(a)自緊処理後の前記円筒状部材の外面の残留応力の実測値、自緊処理後かつ半割後の前記円筒状部材の外面の残留応力の実測値、および自緊処理後かつ半割後の前記円筒状部材の内面の残留応力の実測値を取得するステップと、
(b)円筒状部材の解析モデルを用いて予め求められた、自緊処理後の前記円筒状部材の外面の残留応力、自緊処理後の前記円筒状部材の内面の残留応力、自緊処理後かつ半割後の前記円筒状部材の外面の残留応力、および自緊処理後かつ半割後の前記円筒状部材の内面の残留応力の関係と、前記(a)のステップで取得した各残留応力の実測値とに基づいて、前記自緊処理後の前記円筒状部材の前記内面の残留応力を推定するステップと、
を実行させる、プログラム。 In order to estimate the residual stress of the cylindrical member after self-heating treatment, the computer
(a) Measured value of residual stress on the outer surface of the cylindrical member after self-strengthening treatment, measured value of residual stress on the outer surface of the cylindrical member after self-straightening treatment and after halving, and after self-straightening treatment and half obtaining a measured value of the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after splitting;
(b) the residual stress on the outer surface of the cylindrical member after the self-sealing treatment, the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after the self-sealing treatment, and the self-sealing treatment obtained in advance using the analytical model of the cylindrical member; The relationship between the residual stress on the outer surface of the cylindrical member after halving and the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after self-strengthening treatment and after halving, and each residual obtained in step (a) estimating the residual stress on the inner surface of the cylindrical member after the self-stressing treatment, based on the measured value of the stress;
The program that causes the to run.
前記(a)のステップでは、前記円筒状部材の寸法に関する情報をさらに取得し、
前記(b)のステップでは、前記(a)のステップで取得した前記寸法に関する情報および各残留応力の実測値と、前記関係とに基づいて、前記自緊処理後の前記円筒状部材の前記内面の残留応力を推定する、請求項9に記載のプログラム。 The relationship is obtained using an analytical model of a plurality of cylindrical members having different dimensions, and is associated with information regarding the dimensions of the cylindrical member,
In step (a), further obtaining information about the dimensions of the cylindrical member;
In the step (b), the inner surface of the cylindrical member after the self-stressing treatment is determined based on the information on the dimensions and the measured values of each residual stress obtained in the step (a), and on the basis of the relationship. 10. The program according to claim 9, which estimates the residual stress of .
(c)前記(b)のステップで推定した前記内面の残留応力が、予め設定された残留応力の条件を満足するか否かを判定するステップをさらに実行させる、請求項9から11のいずれかに記載のプログラム。 to the computer;
(c) determining whether or not the residual stress on the inner surface estimated in step (b) satisfies preset residual stress conditions; program described in .
(B)前記(A)のステップで自緊処理された前記円筒状部材の外面の残留応力を実測するステップと、
(C)前記(A)のステップで自緊処理された前記円筒状部材を半割切断した後、当該半割後の円筒状部材の外面および内面の残留応力を実測するステップと、
(D)前記(A)のステップで自緊処理された前記円筒状部材の内面の残留応力を、請求項1から4のいずれかに記載の残留応力推定装置を用いて、前記(B)および前記(C)のステップで実測した各残留応力から推定するステップと、
(E)前記(D)のステップで推定された残留応力に基づいて、他の円筒状部材の自緊処理の条件を調整するステップと、
を備える、円筒状部材の品質管理方法。
(A) a step of subjecting the cylindrical member to a self-stressing process;
(B) a step of actually measuring the residual stress on the outer surface of the cylindrical member that has been subjected to self-stress treatment in step (A);
(C) After halving the cylindrical member that has undergone the self-stressing treatment in step (A), measuring the residual stress on the outer and inner surfaces of the halved cylindrical member;
(D) Using the residual stress estimating apparatus according to any one of claims 1 to 4, the residual stress on the inner surface of the cylindrical member that has been subjected to the self-straining treatment in step (A) is estimated by using the residual stress estimator according to (B) and A step of estimating from each residual stress actually measured in step (C);
(E) a step of adjusting conditions for self-stressing treatment of other cylindrical members based on the residual stress estimated in step (D);
A method for quality control of a cylindrical member, comprising:
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