(57)【要約】【課題】止端破壊およびルート破壊の少なくとも一方の発生が想定される隅肉溶接部の低サイクル疲労強度をより簡便に算出可能な技術を提供する。【解決手段】疲労寿命計算装置１０は、隅肉溶接継手の疲労寿命を予測する装置であり、隅肉溶接継手の解析モデルを応力解析した結果に基づいてルート部疲労寿命を予測するルート部疲労寿命算出手段１４を具備し、ルート部疲労寿命算出手段は、のど厚部への繰返し引張応力および曲げ応力を算出するのど厚部繰返し引張応力算出部１４１およびのど厚部繰返し曲げ応力算出部１４２と、曲げ感度情報３１および等価のど厚部応力規定情報３２を参照して等価のど厚部応力を算出する等価のど厚部応力算出部１４３と、疲労寿命情報３３を参照して応力が算出される等価のど厚部応力となる場合の疲労寿命をルート部疲労寿命として予測するルート部疲労寿命予測部１４４とを備える。【選択図】  図３
2018112415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隅肉溶接継手における隅肉溶接部のルート部にルート破壊が生じるまでのルート部疲労寿命と前記隅肉溶接部の止端部に止端破壊が生じるまでの止端部疲労寿命とを比べた結果に基づいて前記隅肉溶接継手の疲労寿命を予測する装置であって、
前記隅肉溶接継手の構造をモデル化した解析モデルを応力解析する応力解析手段が前記解析モデルを応力解析して得る荷重計算の計算結果を用いて、前記ルート部疲労寿命を予測するルート部疲労寿命算出手段を具備し、
前記ルート部疲労寿命算出手段は、前記応力解析手段が前記解析モデルを応力解析して得る荷重計算の計算結果を用いて、前記隅肉溶接継手におけるのど厚部への繰返し引張応力であるのど厚部繰返し引張応力Ｓmを算出するのど厚部繰返し引張応力算出部と、
前記解析モデルを応力解析して得られる前記算出結果を用いて前記隅肉溶接継手におけるのど厚部への繰返し曲げ応力Ｓbを算出するのど厚部繰返し曲げ応力Ｓbを算出するのど厚部繰返し曲げ応力算出部と、
隅肉溶接継手における隅肉溶接部の形状を代表する寸法と前記のど厚部繰返し曲げ応力Ｓbの影響度との関係を規定する曲げ感度情報と、前記のど厚部繰返し引張応力Ｓm、前記のど厚部繰返し曲げ応力Ｓbおよび前記のど厚部繰返し曲げ応力Ｓbの影響度を示す曲げ感度係数βで規定される等価のど厚部応力Ｓeqとの関係を規定する等価のど厚部応力規定情報とを参照して、前記解析モデルの形状情報に基づいて特定される前記隅肉溶接部の形状を代表する寸法と関係付けられる前記曲げ感度係数βを決定し、前記のど厚部繰返し引張応力Ｓm、前記のど厚部繰返し曲げ応力Ｓbおよび前記曲げ感度係数βを用いて前記等価のど厚部応力Ｓeqを算出する等価のど厚部応力算出部と、
応力と疲労寿命との関係を規定する疲労寿命情報を参照して、前記疲労寿命情報の前記応力が算出される前記等価のど厚部応力Ｓeqとなる場合の疲労寿命を、前記ルート部疲労寿命として予測するルート部疲労寿命予測部と、を備えることを特徴とする疲労寿命計算装置。
【請求項２】
前記ルート部疲労寿命算出手段は、前記曲げ感度情報を参照し、前記解析モデルの形状情報に基づいて前記隅肉溶接部の形状を代表する寸法を特定する代表寸法特定部をさらに備えており、
前記等価のど厚部応力算出部は、前記代表寸法特定部が特定した前記隅肉溶接部の形状を代表する寸法と関係付けられる曲げ感度係数を前記曲げ感度係数βとして決定するように構成される、請求項１記載の疲労寿命計算装置。
【請求項３】
前記ルート部疲労寿命の目標値が与えられた場合、前記疲労寿命情報を参照して、前記ルート部疲労寿命が、与えられる前記ルート部疲労寿命の目標値となる場合の前記等価のど厚部応力Ｓeqを算出し、さらに、前記等価のど厚部応力規定情報を参照し、算出した等価のど厚部応力Ｓeqと、前記のど厚部繰返し引張応力算出部が算出した前記のど厚部繰返し引張応力Ｓmと、前記のど厚部繰返し曲げ応力算出部が算出した前記のど厚部繰返し曲げ応力Ｓbとに基づいて、前記曲げ感度係数βを決定し、さらに、前記曲げ感度情報を参照し、決定した前記曲げ感度係数βと関係付けられる前記隅肉溶接部の形状を代表する寸法を求める逆計算を実行する最小隅肉溶接継手寸法算出手段をさらに具備する、請求項１または２に記載の疲労寿命計算装置。
【請求項４】
前記最小隅肉溶接継手寸法算出手段は、前記逆計算を実行可能に構成される前記ルート部疲労寿命算出手段である、請求項３記載の疲労寿命計算装置。
【請求項５】
前記止端部疲労寿命を取得する一方、前記前記ルート部疲労寿命算出手段が予測する前記ルート部疲労寿命を取得し、前記止端部疲労寿命と前記ルート部疲労寿命とを比べて短い方を前記隅肉溶接継手の疲労寿命として採用することで前記隅肉溶接継手の疲労寿命を予測する継手疲労寿命算出手段を具備する、請求項１から４の何れか１項に記載の疲労寿命計算装置。
【請求項６】
前記応力解析手段が前記解析モデルを応力解析して得る荷重計算の計算結果を用いて、前記止端部に生じる繰返し引張応力および繰返し曲げ応力に基づいて前記止端部疲労寿命を算出する止端部疲労寿命算出手段をさらに具備し、
前記継手疲労寿命算出手段は、前記止端部疲労寿命算出手段から前記止端部疲労寿命を取得する一方、前記前記ルート部疲労寿命算出手段が予測する前記ルート部疲労寿命を取得し、前記止端部疲労寿命と前記ルート部疲労寿命とを比べて短い方を前記隅肉溶接継手の疲労寿命として採用するように構成される、請求項５記載の疲労寿命計算装置。
【請求項７】
前記等価のど厚部応力規定情報は、前記のど厚部繰返し引張応力Ｓm、前記のど厚部繰返し曲げ応力Ｓb、前記曲げ感度係数βおよび前記等価のど厚部応力Ｓeqを用いて表される下記式（１）、
Ｓeq＝Ｓm＋β×Ｓb  …（１）
で与えられる情報である、請求項１から６の何れか１項に記載の疲労寿命計算装置。
【請求項８】
前記疲労寿命情報は、応力繰返し回数が１００００回未満の疲労寿命である低サイクル域を含むＳ−Ｎ曲線である、請求項１から７の何れか１項に記載の疲労寿命計算装置。
【請求項９】
隅肉溶接継手の構造をモデル化した解析モデルを応力解析して得られる荷重計算の計算結果を用いて、前記隅肉溶接継手における隅肉溶接部のルート部にルート破壊が生じるまでのルート部疲労寿命を予測する工程を具備する疲労寿命予測計算処理手順をコンピュータに実行させることで、予測される前記ルート部疲労寿命と前記隅肉溶接部の止端部に止端破壊が生じるまでの止端部疲労寿命とを比べて前記隅肉溶接継手の疲労寿命を予測する方法であって、
前記疲労寿命予測計算処理手順は、前記解析モデルを応力解析して得られる荷重計算の計算結果を用いて前記ルート部疲労寿命を算出するルート部疲労寿命算出工程、および前記止端部疲労寿命を算出する止端部疲労寿命算出工程のうち、少なくとも前記ルート部疲労寿命算出工程を具備し、
前記ルート部疲労寿命算出工程は、前記解析モデルを応力解析して得られる前記計算結果を用いて前記隅肉溶接継手におけるのど厚部への繰返し引張応力であるのど厚部繰返し引張応力Ｓmを算出するステップと、
前記解析モデルを応力解析して得られる前記計算結果を用いて前記隅肉溶接継手におけるのど厚部への繰返し曲げ応力Ｓbを算出するのど厚部繰返し曲げ応力Ｓbを算出するステップと、
隅肉溶接継手における隅肉溶接部の形状を代表する寸法と前記のど厚部繰返し曲げ応力Ｓbの影響度との関係を規定する曲げ感度情報と、前記のど厚部繰返し引張応力Ｓm、前記のど厚部繰返し曲げ応力Ｓbおよび前記のど厚部繰返し曲げ応力Ｓbの影響度を示す曲げ感度係数βで規定される等価のど厚部応力Ｓeqとの関係を規定する等価のど厚部応力規定情報とを参照して、前記解析モデルの形状情報に基づいて特定される前記隅肉溶接部の形状を代表する寸法と関係付けられる前記曲げ感度係数βを決定し、前記のど厚部繰返し引張応力Ｓm、前記のど厚部繰返し曲げ応力Ｓbおよび前記曲げ感度係数βを用いて前記等価のど厚部応力Ｓeqを算出するステップと、
応力と疲労寿命との関係を規定する疲労寿命情報を参照して、前記疲労寿命情報の前記応力が算出される前記等価のど厚部応力Ｓeqとなる場合の疲労寿命を、前記ルート部疲労寿命として求めるステップと、を備えることを特徴とする疲労寿命計算方法。
【請求項１０】
前記ルート部疲労寿命の目標値が与えられた場合、前記疲労寿命情報を参照して、前記ルート部疲労寿命が、与えられる前記ルート部疲労寿命の目標値となる場合の前記等価のど厚部応力Ｓeqを算出し、さらに、前記等価のど厚部応力規定情報を参照し、算出した等価のど厚部応力Ｓeqと、前記のど厚部繰返し引張応力算出部が算出した前記のど厚部繰返し引張応力Ｓmと、前記のど厚部繰返し曲げ応力算出部が算出した前記のど厚部繰返し曲げ応力Ｓbとに基づいて、前記曲げ感度係数βを決定し、さらに、前記曲げ感度情報を参照し、決定した前記曲げ感度係数βと関係付けられる前記隅肉溶接部の形状を代表する寸法を求める最小代表寸法導出計算処理手順をコンピュータに実行させる、請求項９記載の疲労寿命計算方法。
【請求項１１】
前記疲労寿命予測計算処理手順は、前記隅肉溶接継手の疲労寿命を予測する継手疲労寿命算出工程を具備しており、
前記継手疲労寿命算出工程は、前記ルート部疲労寿命と前記止端部疲労寿命とを取得し、両疲労寿命を比べて短い方を前記隅肉溶接継手の疲労寿命として採用するステップを備える、請求項９または１０に記載の疲労寿命計算方法。
【請求項１２】
前記疲労寿命予測計算処理手順は、前記止端部疲労寿命算出工程および前記ルート部疲労寿命算出工程の両工程を具備しており、
前記継手疲労寿命算出工程は、前記止端部疲労寿命算出工程で算出された前記止端部疲労寿命と前記ルート部疲労寿命算出工程で算出された前記ルート部疲労寿命とを比べて短い方を前記隅肉溶接継手の疲労寿命として採用するステップを備える、請求項１１記載の疲労寿命計算方法。
【請求項１３】
前記等価のど厚部応力規定情報は、前記のど厚部繰返し引張応力Ｓm、前記のど厚部繰返し曲げ応力Ｓb、前記曲げ感度係数βおよび前記等価のど厚部応力Ｓeqを用いて表される下記式（１）、
Ｓeq＝Ｓm＋β×Ｓb  …（１）
で与えられる情報である、請求項９から１２の何れか１項に記載の疲労寿命計算方法。
【請求項１４】
前記疲労寿命情報は、応力繰返し回数が１００００回未満の疲労寿命である低サイクル域を含むＳ−Ｎ曲線である、請求項９から１３の何れか１項に記載の疲労寿命計算方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、疲労寿命計算装置および疲労寿命計算方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼構造物には多様な溶接継手が用いられており、溶接継手の疲労寿命予測が鋼構造物の構造設計では重要となる。橋梁など大型の鋼構造物では、溶接継手として、金属部材同士を隅肉溶接することにより形成される隅肉溶接継手が多く用いられる。
【０００３】
隅肉溶接継手は、突合せ溶接継手などと比べて隅肉の形状や寸法の違いによって疲労強度が大きく変わる。また、隅肉溶接継手では、止端部への応力集中に起因する止端破壊と隅肉溶接ルート部への応力集中に起因するルート破壊の二つの疲労破壊が生じる可能性がある。
【０００４】
止端破壊は、止端部の形状不連続に起因する応力集中によって生じる。例えば、フランク角が大きい場合や止端部にアンダーカットや溶接欠陥き裂がある場合、止端部は応力集中部となる。止端部への高い応力集中によって、止端部の応力が増加し、止端部の疲労強度が大幅に低下し、疲労破壊が生じ得る。また、ルート破壊は、隅肉溶接ルート部への応力集中によって生じる。すなわち、隅肉溶接ルート部は、止端部と同様に応力集中部であり、疲労破壊が生じ得る部分である。
【０００５】
大型の鋼構造物の疲労設計では、例えば、日本鋼構造協会や米国溶接協会の疲労設計指針が使われている。なお、米国溶接協会の疲労設計指針は、日本鋼構造協会の疲労設計指針とほぼ同様の内容であるため、以下、日本鋼構造協会の疲労設計指針および当該疲労設計指針を用いる場合について説明する。
【０００６】
日本鋼構造協会の疲労設計指針では、溶接継手の種類に応じて強度等級が異なる疲労寿命カーブを定めている。溶接継手の疲労寿命は、溶接部の形状・寸法や溶接施工のバラつきの影響を強く受ける。そこで、多くの疲労試験を行って、溶接施工のバラつきも考慮した疲労寿命カーブ（疲労寿命線図）が定められている。
【０００７】
例えば、日本鋼構造協会の疲労設計指針には、応力繰返し回数（繰返し負荷回数）が１万回以上の高サイクル疲労領域についての疲労強度が規定されている。また、適用できる隅肉の脚長寸法も板厚寸法に応じて制限が設けられている。さらに、隅肉溶接に関しては、止端破壊およびルート破壊の二つの疲労破壊が生じる可能性があることなどが考慮され、止端破壊の疲労寿命線図とルート破壊の疲労寿命線図とが存在している。
【０００８】
このような日本鋼構造協会の疲労設計指針に定められる疲労寿命線図を用いれば、隅肉溶接継手の止端部とルート部の疲労強度のバランスを適正化した溶接継手の設計が可能となる。
【０００９】
ただし、上記日本鋼構造協会の疲労設計指針は、高サイクル疲労領域についての疲労強度が規定されているため、応力繰返し回数が１万回未満の疲労寿命である低サイクル域の疲労破壊を評価する場合、当該疲労設計指針をそのまま低サイクル域の疲労破壊の評価に適用することはできない。従って、運用中の応力繰返し回数が数千回以下などの低サイクル疲労域で用いる場合、試験や解析による疲労強度評価が必要になる。
【００１０】
また、隅肉溶接に関しては、同じ形状の隅肉溶接継手でも、応力の大きさによって最大ひずみが生じる部位と大きさが変わることが知られており、低サイクル疲労のような高応力が作用する場合には、応力集中だけでなく、応力繰返しによって形成される塑性域によって、止端、のど厚のひずみ量が決まり、疲労破壊が起こる場所が変わる。すなわち、作用する荷重よってルート破壊が生じるか、止端破壊が生じるかが決まるといえる。
【００１１】
上述した事情を考慮すれば、隅肉溶接に関しては、継手の寸法や荷重をパラメータとした疲労試験を実際に行ってから設計することが望ましいと思われるが、現実的には困難であるため、通常は、解析的な手法を用いて、塑性ひずみまたは塑性ひずみに相当する物理量（以下、「塑性ひずみなど」とする。）を推定するなどして、低サイクル疲労強度を求めることが行われている。
【００１２】
例えば、代表的な隅肉溶接であるＴ型溶接継手の疲労特性を溶接始端部の曲率半径、熱影響部の降伏応力などから溶接止端部の塑性ひずみ量を簡便に推定する方法や対象材料を限定して溶接部近傍の繰返し軟化特性を組織から推定する方法などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１１−１９６９８６号公報
【特許文献２】特開２０１３−５７６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述したように、低サイクル疲労域で用いる大型の構造物に対して疲労設計する場合、継手の寸法や荷重をパラメータとした疲労試験を行ってから設計することは、現実的には困難である。
【００１５】
また、塑性ひずみなどを解析的な手法を用いて詳細に推定する場合には、溶接継手の場合、溶接部には溶接金属、母材、熱影響部など異なる材料特性を持つ領域が混在していること、および溶接部への繰返し応力−ひずみ挙動を予め正確に求めておくことが難しいことから、溶接部に混在する各領域と各領域を形成する材料データが予め十分に把握できている特別な場合を除くと、詳細な解析により、塑性ひずみなどを直接求めることは困難である。
【００１６】
一方、上述したように、解析的な手法を用いて、塑性ひずみなどを簡易的に求める方法も提案されているものの、前記特許文献に記載される技術を適用して、止端破壊およびルート破壊が想定される隅肉溶接部の低サイクル疲労強度の評価を試みる場合、適用対象が止端部に限定されている等の理由から何れの場合にもルート部への適用が困難である。
【００１７】
より詳細には、特許文献１に記載される技術では適用対象が止端部に限定されているため、そのままルート部へ適用することはできない。また、適用範囲をルート部へ拡大するとしても、ひずみパラメータに曲率半径を用いているため、適用範囲をルート部へ拡大して応用することも困難である。
【００１８】
また、特許文献２に記載される技術では、評価対象はベイナイト組織鋼板を用いたＴ型溶接継手構造体のＴ継手部であり、材料が限定されている点や溶接金属を対象としていないことから、適用対象は止端部に限定されることになる。従って、特許文献１に記載される技術を適用しようとする場合と同様に、そのままルート部へ適用することはできない。
【００１９】
この他にも、止端部およびルート部の疲労強度評価を行う手法として、止端部やルート部などの疲労寿命を評価しようとする部位に、あらかじめ円形の切欠きを作ったモデルで有限要素法（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｍｅｔｈｏｄ：ＦＥＭ）を実施して求めた切欠部の応力（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  Ｎｏｔｃｈ  Ｓｔｒｅｓｓ：ＥＮＳ）を用いて疲労寿命を評価する方法（以下、「ＥＮＳ法」とする。）があるものの、このＥＮＳ法では作成するＦＥＭ解析モデルの形状が複雑になるため、ＦＥＭ解析モデルの作成に要する負荷が大きく、また、そのまま低サイクル疲労寿命域へ適用することができないため、ＥＮＳ法でも隅肉溶接部の低サイクル疲労強度の評価への適用は困難である。
【００２０】
このように、上述した何れの技術を採用しても、隅肉溶接部の寸法や形状、材料特性の違いを考慮して、繰返し荷重が作用した場合に止端部およびルート部の疲労寿命を算出した上で、隅肉溶接部の疲労強度を求めることができず、将来的に止端破壊およびルート破壊の少なくとも一方の発生が想定される隅肉溶接部の低サイクル疲労強度を評価することは困難であり、隅肉溶接部の低サイクル疲労強度を簡便に評価することができないという課題がある。
【００２１】
他方、止端破壊とルート破壊とを比べた場合、ルート破壊の方が止端破壊よりも疲労き裂が貫通するまで検出が困難な点で管理が難しい点を考慮し、ルート破壊を避けるべく、のど厚寸法、すなわち溶接脚長寸法を大きくとり、のど厚部の応力を小さくすることが行われる場合がある。しかしながら、隅肉溶接の脚長を大きくすると、より多くの溶接ビードを積層することになるため、溶接工数や重量の増加を招くという課題がある。
【００２２】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたものであり、止端破壊およびルート破壊の少なくとも一方の発生が想定される隅肉溶接部の低サイクル疲労強度をより簡便に算出可能な疲労寿命計算装置および疲労寿命計算方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の実施形態に係る疲労寿命計算装置は、上述した課題を解決するため、隅肉溶接継手における隅肉溶接部のルート部にルート破壊が生じるまでのルート部疲労寿命と前記隅肉溶接部の止端部に止端破壊が生じるまでの止端部疲労寿命とを比べた結果に基づいて前記隅肉溶接継手の疲労寿命を予測する装置であって、前記隅肉溶接継手の構造をモデル化した解析モデルを応力解析する応力解析手段が前記解析モデルを応力解析して得る荷重計算の計算結果を用いて、前記ルート部疲労寿命を予測するルート部疲労寿命算出手段を具備し、前記ルート部疲労寿命算出手段は、前記応力解析手段が前記解析モデルを応力解析して得る荷重計算の計算結果を用いて、前記隅肉溶接継手におけるのど厚部への繰返し引張応力であるのど厚部繰返し引張応力Ｓmを算出するのど厚部繰返し引張応力算出部と、前記解析モデルを応力解析して得られる前記算出結果を用いて前記隅肉溶接継手におけるのど厚部への繰返し曲げ応力Ｓbを算出するのど厚部繰返し曲げ応力Ｓbを算出するのど厚部繰返し曲げ応力算出部と、隅肉溶接継手における隅肉溶接部の形状を代表する寸法と前記のど厚部繰返し曲げ応力Ｓbの影響度との関係を規定する曲げ感度情報と、前記のど厚部繰返し引張応力Ｓm、前記のど厚部繰返し曲げ応力Ｓbおよび前記のど厚部繰返し曲げ応力Ｓbの影響度を示す曲げ感度係数βで規定される等価のど厚部応力Ｓeqとの関係を規定する等価のど厚部応力規定情報とを参照して、前記解析モデルの形状情報に基づいて特定される前記隅肉溶接部の形状を代表する寸法と関係付けられる前記曲げ感度係数βを決定し、前記のど厚部繰返し引張応力Ｓm、前記のど厚部繰返し曲げ応力Ｓbおよび前記曲げ感度係数βを用いて前記等価のど厚部応力Ｓeqを算出する等価のど厚部応力算出部と、応力と疲労寿命との関係を規定する疲労寿命情報を参照して、前記疲労寿命情報の前記応力が算出される前記等価のど厚部応力Ｓeqとなる場合の疲労寿命を、前記ルート部疲労寿命として予測するルート部疲労寿命予測部と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明の実施形態に係る疲労寿命計算方法は、上述した課題を解決するため、隅肉溶接継手の構造をモデル化した解析モデルを応力解析して得られる荷重計算の計算結果を用いて、前記隅肉溶接継手における隅肉溶接部のルート部にルート破壊が生じるまでのルート部疲労寿命を予測する工程を具備する疲労寿命予測計算処理手順をコンピュータに実行させることで、予測される前記ルート部疲労寿命と前記隅肉溶接部の止端部に止端破壊が生じるまでの止端部疲労寿命とを比べて前記隅肉溶接継手の疲労寿命を予測する方法であって、前記疲労寿命予測計算処理手順は、前記解析モデルを応力解析して得られる荷重計算の計算結果を用いて前記ルート部疲労寿命を算出するルート部疲労寿命算出工程、および前記止端部疲労寿命を算出する止端部疲労寿命算出工程のうち、少なくとも前記ルート部疲労寿命算出工程を具備し、前記ルート部疲労寿命算出工程は、前記解析モデルを応力解析して得られる前記計算結果を用いて前記隅肉溶接継手におけるのど厚部への繰返し引張応力であるのど厚部繰返し引張応力Ｓmを算出するステップと、前記解析モデルを応力解析して得られる前記計算結果を用いて前記隅肉溶接継手におけるのど厚部への繰返し曲げ応力Ｓbを算出するのど厚部繰返し曲げ応力Ｓbを算出するステップと、隅肉溶接継手における隅肉溶接部の形状を代表する寸法と前記のど厚部繰返し曲げ応力Ｓbの影響度との関係を規定する曲げ感度情報と、前記のど厚部繰返し引張応力Ｓm、前記のど厚部繰返し曲げ応力Ｓbおよび前記のど厚部繰返し曲げ応力Ｓbの影響度を示す曲げ感度係数βで規定される等価のど厚部応力Ｓeqとの関係を規定する等価のど厚部応力規定情報とを参照して、前記解析モデルの形状情報に基づいて特定される前記隅肉溶接部の形状を代表する寸法と関係付けられる前記曲げ感度係数βを決定し、前記のど厚部繰返し引張応力Ｓm、前記のど厚部繰返し曲げ応力Ｓbおよび前記曲げ感度係数βを用いて前記等価のど厚部応力Ｓeqを算出するステップと、応力と疲労寿命との関係を規定する疲労寿命情報を参照して、前記疲労寿命情報の前記応力が算出される前記等価のど厚部応力Ｓeqとなる場合の疲労寿命を、前記ルート部疲労寿命として求めるステップと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の実施形態によれば、より簡便に隅肉溶接部の低サイクル疲労強度を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】隅肉溶接継手における隅肉溶接部で生じ得る止端破壊およびルート破壊を説明する説明図（繰返し引張応力Ｓmが作用する場合）。
【図２】隅肉溶接継手における隅肉溶接部で生じ得る止端破壊およびルート破壊を説明する説明図（繰返し曲げ応力Ｓbが作用する場合）。
【図３】本実施形態に係る疲労寿命計算装置の構成を示す概略図。
【図４】本実施形態に係る疲労寿命計算装置および疲労寿命計算方法で使用される疲労寿命情報の一例を示す概略図（低サイクル域を含むＳ−Ｎ曲線図）。
【図５】本実施形態に係る疲労寿命計算方法としての疲労寿命予測計算処理手順における処理の流れ（メインルーチン）を示す流れ図。
【図６】疲労寿命予測計算処理手順におけるルート部疲労寿命算出工程のより詳細な処理の流れ（サブルーチン）を示す流れ図。
【図７】本実施形態に係る疲労寿命計算方法としての最小代表寸法導出計算処理手順における処理の流れを示す流れ図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態に係る疲労寿命計算装置および疲労寿命計算方法について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、前、後、上、下、左、右等の方向を示す言葉は、図示した状態を基準としたものである。
【００２８】
本発明の実施形態に係る疲労寿命計算装置および疲労寿命計算方法は、（１）ルート部疲労寿命については、引張負荷によってのど厚面に生じる弾性応力および曲げ負荷によってのど厚面に生じる弾性応力を用いて評価できるという本発明者の知見に基づくものである。ここで、隅肉溶接継手における隅肉溶接部で生じ得る止端破壊およびルート破壊について概説する。
【００２９】
図１および図２は、隅肉溶接継手における隅肉溶接部で生じ得る止端破壊およびルート破壊を説明する説明図であり、図１は隅肉溶接継手１に繰返し引張負荷が作用してのど厚部に繰返し引張応力Ｓmが作用する場合を、図２は隅肉溶接継手１に繰返し曲げ負荷が作用してのど厚部に繰返し曲げ応力Ｓbが作用する場合を説明する説明図である。
【００３０】
なお、図中に示される英字「ｗ」、「ｓ」および「ｔ」は、それぞれ、隅肉溶接継手１における疲労寿命を評価する部分（継手評価部）の「幅」、「のど厚寸法」および「厚さ」を表している。また、英字「ｓ」および「ｔ」は、後述する式（１）および（２）の右辺項に含まれる英字「ｓ」および「ｔ」と対応している。さらに、隅肉溶接継手１におけるルート部２は、溶接ルート、すなわち溶接未溶着の箇所である。
【００３１】
隅肉溶接継手１における隅肉溶接部に繰返し引張負荷が作用する場合、図１に示されるように、形状が不連続となるルート部２および止端部３に応力が集中する。
【００３２】
ルート部２の先端である点Ａ（図１）では、当該隅肉溶接部を幅ｗ方向に沿う方向で切断して現れる断面（図１）上でのど厚部におけるのど厚面４に沿う方向に繰返し引張応力Ｓmが作用する。繰返し引張応力Ｓmが作用すると、き裂が発生し、点Ａからのど厚面４側に向かう方向（図１に示される点Ａを始点とする破線矢印の方向）に進展して、やがてルート破壊に至る。
【００３３】
また、上記断面（図１）上では点Ｂとして現れる止端部３には、繰返し引張負荷と同じ方向の繰返し引張応力が作用する。繰返し引張応力が作用すると、き裂が発生し、点Ｂから幅ｗ方向（図１に示される点Ｂを始点とする破線矢印の方向）に進展して、やがて止端破壊に至る。
【００３４】
一方、隅肉溶接継手１における隅肉溶接部に繰返し曲げ負荷が作用する場合、ルート部２の先端である点Ａ（図２）では、当該隅肉溶接部を幅ｗ方向に沿う方向で切断して現れる断面（図１）上でのど厚部におけるのど厚面４に沿う方向に繰返し曲げ応力Ｓbが作用する。繰返し曲げ応力Ｓbが作用すると、き裂が発生し、点Ａからのど厚面４側に向かう方向（図２に示される点Ａを始点とする破線矢印の方向）に進展して、やがてルート破壊に至る。
【００３５】
上記断面（図２）上では点Ｂとして現れる止端部３には、左右方向（水平方向）に作用する繰返し曲げ負荷に対して上下方向（垂直方向）に繰返し曲げ応力が作用する。繰返し曲げ応力が作用すると、き裂が発生し、点Ｂから幅ｗ方向（図２に示される点Ｂを始点とする破線矢印の方向）に進展して、やがて止端破壊に至る。
【００３６】
止端破壊およびルート破壊の何れの疲労破壊を生じるかは、隅肉溶接部の形状や状態によって異なる。例えば、フランク角が大きい場合や、止端の仕上げが悪い場合などは止端の応力が高くなり、止端破壊が生じやすくなる。また、のど厚ｓの寸法（のど厚寸法）が小さい場合には、のど厚部への応力が高くなり、ルート破壊が生じやすくなる。
【００３７】
また、本発明者は、（２）曲げ負荷によりのど厚面４に生じる弾性応力がルート部疲労寿命に及ぼす影響が隅肉溶接部の形状および寸法によって異なること、および（３）曲げ負荷によりのど厚面４に生じる弾性応力がルート部疲労寿命に及ぼす影響度の変化を考慮して等価のど厚部応力を算出すれば、等価のど厚部応力と疲労寿命との関係を示す曲線（Ｓ−Ｎ曲線）から疲労寿命を計算することができることについても知見した。
【００３８】
そこで、本発明の実施形態に係る疲労寿命計算装置および疲労寿命計算方法は、上記知見（１）〜（３）に基づき、隅肉溶接継手におけるのど厚部への繰返し引張応力Ｓmおよび繰返し曲げ応力Ｓbと、評価する隅肉溶接部の形状および寸法とを求め、さらにのど厚部への繰返し曲げ応力Ｓbがルート部疲労寿命に及ぼす影響度を示す曲げ感度係数βの変化を考慮して等価のど厚部応力を算出し、応力繰返し回数Ｎが１万（＝１０４）回未満の疲労寿命である低サイクル域を含むＳ−Ｎ曲線から低サイクル疲労寿命を考慮して隅肉溶接継手の疲労寿命を計算する。
【００３９】
本発明の実施形態に係る疲労寿命計算装置は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサおよびＲＯＭ（Read-Only Memory）およびＲＡＭ（Random-AccesＳmemory）などの記憶回路を有する記憶装置を備えるハードウェア資源であるコンピュータと、止端破壊およびルート破壊の少なくとも一方の発生が想定される隅肉溶接部の低サイクル疲労寿命を考慮した計算（以下、「疲労寿命計算」とする。）を実行する機能をコンピュータに実現するソフトウェアである疲労寿命計算プログラムとが協働した具体的手段を具備する。
【００４０】
ここで、疲労寿命計算とは、止端破壊およびルート破壊の少なくとも一方の発生が想定される隅肉溶接部の低サイクル疲労強度を算出することで当該隅肉溶接部の低サイクル疲労寿命を予測する計算（以下、「疲労寿命予測計算」とする。）および所望のルート部疲労寿命を満足する最小の隅肉溶接継手の隅肉溶接部の形状を代表する寸法（以下、単に「代表寸法」とする。）を求める計算（以下、「最小代表寸法導出計算」とする。）の少なくとも一方を含む計算である。
【００４１】
従って、疲労寿命計算プログラムは、疲労寿命予測計算を行う機能（以下、「疲労寿命予測機能」とする）をコンピュータに実現するソフトウェアである疲労寿命予測プログラムおよび最小代表寸法導出計算を行う機能（以下、「最小代表寸法導出機能」とする）をコンピュータに実現するソフトウェアである最小代表寸法導出プログラムの少なくとも一方を含んでいる。
【００４２】
また、疲労寿命計算プログラムは、処理の手順に着目すれば、疲労寿命計算する処理手順（以下、「疲労寿命計算処理手順」とする。）をコンピュータに実行させるプログラムである。同様に、疲労寿命予測プログラムおよび最小代表寸法導出プログラムは、それぞれ、疲労寿命予測計算を行う処理手順（以下、「疲労寿命予測計算処理手順」とする。）および最小代表寸法導出計算を行う処理手順（以下、「最小代表寸法導出計算処理手順」とする。）をコンピュータに実行させるプログラムである。
【００４３】
本実施形態では、疲労寿命計算プログラムが疲労寿命予測プログラムおよび最小代表寸法導出プログラムの両方を含んでおり、疲労寿命計算処理手順として疲労寿命予測計算処理手順および最小代表寸法導出計算処理手順の両方を含む場合の例を説明する。
【００４４】
図３は、本発明の実施形態に係る疲労寿命計算装置の一例である疲労寿命計算装置１０の構成を示す概略図である。
【００４５】
疲労寿命計算装置１０は、例えば、入力手段１１と、出力手段１２と、応力解析手段１３と、ルート部疲労寿命算出手段１４と、止端部疲労寿命算出手段１５と、最小隅肉溶接継手寸法算出手段１６と、継手疲労寿命算出手段１７と、記憶手段１８と、制御手段１９とを具備して構成される。
【００４６】
ここで、記憶手段１８の内部に示される、曲げ感度情報３１、等価のど厚部応力規定情報３２、疲労寿命情報３３および解析結果情報３５は、疲労寿命計算処理手順等を実行する際に、読み出し（リード）または書き込み（ライト）される情報である。
【００４７】
入力手段１１は、例えば、コンピュータとインターフェイスを介して接続される入力装置またはコンピュータ自身が備えるキーボードやマウス等の入力手段によって実現される。入力手段１１は、情報の入力を受け付け、受け付けた情報を制御手段１９に与える。入力手段１１から入力される情報には、例えば、各種処理の実行要求、曲げ感度情報３１や等価のど厚部応力規定情報３２などの各種情報の入力、各種条件の設定要求などがある。
【００４８】
出力手段１２は、例えば、コンピュータとインターフェイスを介して接続される表示装置またはコンピュータ自身が備えるディスプレイ等の表示手段、コンピュータとインターフェイスを介して接続されるプリンタ等の印字手段等によって実現される。出力手段１２は、表示要求を受け取ると、当該表示要求に応じた内容を表示する。また、出力手段１２は、印字要求を受け取ると、当該印字要求に応じた内容を印字出力する。
【００４９】
応力解析手段１３は、構造物の解析モデルを用いた応力解析を実行する機能を有しており、解析モデル化された構造物に作用する応力を計算する。応力解析手段１３が実行する応力解析には、例えば、単純な弾性力学での応力計算式、または有限要素法（ＦＥＭ：Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）などを適用することができる。
【００５０】
疲労寿命計算装置１０における応力解析手段１３は、低サイクル疲労強度に対する疲労寿命計算を行う対象物（以下、「評価対象物」とする。）である隅肉溶接継手の解析モデルを用いることで、解析モデル化された隅肉溶接継手に作用する応力を求める。応力解析手段１３が実行した荷重計算の計算結果（応力解析結果）は、解析モデルの識別情報と関係付けられて、例えば、解析結果情報３５として記憶手段１８に保持される。
【００５１】
ルート部疲労寿命算出手段１４は、解析モデルの識別情報と関係付けられた応力解析結果を解析結果情報３５から読み出し、読み出した応力解析結果を用いて、隅肉溶接継手におけるのど厚部への繰返し引張応力および繰返し曲げ応力を算出する機能と、曲げ感度情報３１を参照して解析モデルの形状寸法情報に基づいて特定される隅肉溶接部の形状を代表する寸法またはその寸法比（以下、単に「代表寸法」とする。）と関係付けられる曲げ感度係数を決定する機能と、等価のど厚部応力規定情報３２を参照するとともに得られたのど厚部繰返し引張応力、のど厚部繰返し曲げ応力および曲げ感度係数を用いて等価のど厚部応力を算出する機能と、疲労寿命情報３３を参照し、応力が等価のど厚部応力となる場合の疲労寿命を求める機能とを有する。
【００５２】
ルート部疲労寿命算出手段１４は、例えば、のど厚部への繰返し引張応力を算出する機能を有するのど厚部繰返し引張応力算出部１４１と、のど厚部への繰返し曲げ応力を算出する機能を有するのど厚部繰返し曲げ応力算出部１４２と、隅肉溶接部の代表寸法を特定する機能を有する代表寸法特定部１４３と、等価のど厚部応力を算出する機能を有する等価のど厚部応力算出部１４４と、応力が等価のど厚部応力となる場合の疲労寿命を求める機能を有する疲労寿命予測部１４５と、を備えて構成される。
【００５３】
ルート部疲労寿命算出手段１４において、のど厚部繰返し引張応力算出部１４１は、与えられる解析モデルの識別情報と関係付けられている応力解析結果を解析結果情報３５から読み出し、繰返し引張荷重振幅、のど厚寸法および継手評価部の厚さを取得する。
【００５４】
続いて、のど厚部繰返し引張応力算出部１４１は、取得した繰返し引張荷重振幅、のど厚寸法および継手評価部の厚さを用いて下記式（１）の右辺項を計算し、隅肉溶接継手におけるのど厚部への繰返し引張応力Ｓmを算出する。
【００５５】
［数１］
Ｓm＝Ｆm／（２×ｓ×ｔ）  …（１）
ここで、
Ｆm：繰返し引張荷重振幅
ｓ：のど厚寸法
ｔ：継手評価部の厚さ
【００５６】
のど厚部繰返し曲げ応力算出部１４２は、与えられる解析モデルの識別情報と関係付けられている応力解析結果を解析結果情報３５から読み出し、繰返し曲げ荷重振幅、のど厚寸法および継手評価部の厚さを取得する。
【００５７】
続いて、のど厚部繰返し曲げ応力算出部１４２は、取得した繰返し曲げ荷重振幅、のど厚寸法および継手評価部の厚さを用いて下記式（２）の右辺項を計算し、のど厚部への繰返し曲げ応力Ｓbを算出する。
【００５８】
［数２］
Ｓb＝Ｆb／（ｓ×ｔ）  …（２）
ここで、
Ｆb：繰返し曲げ荷重振幅
ｓ：のど厚寸法
ｔ：継手評価部の厚さ
【００５９】
代表寸法特定部１４３は、疲労寿命の算出に使用している解析モデルの形状および寸法の情報（以下、「形状寸法情報」とする。）を読み出し、読み出した形状情報に基づいて特定される隅肉溶接部の代表寸法を特定する。代表寸法特定部１４３が読み出した隅肉溶接部の代表寸法は、等価のど厚部応力算出部１４４に与えられる。
【００６０】
なお、解析モデルは、自己の形状寸法情報を有しているため、形状寸法情報を取得したい解析モデル（ここでは、疲労寿命の算出に使用している解析モデル）を指定することによって、当該解析モデルの形状寸法情報を特定することができる。
【００６１】
等価のど厚部応力算出部１４４は、曲げ感度情報３１を参照して、代表寸法特定部１４３から与えられる隅肉溶接部の代表寸法と関係付けられるのど厚部繰返し曲げ応力Ｓbの影響度を示す曲げ感度係数β（０≦β≦１）を決定する。
【００６２】
ここで、曲げ感度情報３１は、隅肉溶接部の代表寸法とのど厚部繰返し曲げ応力Ｓbの影響度（曲げ感度係数β）との関係を規定する情報である。のど厚部繰返し曲げ応力Ｓbの影響度を示す曲げ感度係数βは、０以上１以下（０≦β≦１）の実数で表される。
【００６３】
ルート部疲労寿命算出手段１４では、等価のど厚部応力算出部１４４が曲げ感度情報３１を参照することによって、与えられる隅肉溶接部の代表寸法と関係付けられている曲げ感度係数βを特定する。
【００６４】
また、等価のど厚部応力算出部１４４は、等価のど厚部応力規定情報３２を参照し、得られたのど厚部繰返し引張応力Ｓm、のど厚部繰返し曲げ応力Ｓbおよび曲げ感度係数βを用いて等価のど厚部応力Ｓeqを算出する。
【００６５】
ここで、等価のど厚部応力規定情報３２は、等価のど厚部応力Ｓeqと、のど厚部繰返し引張応力Ｓm、のど厚部繰返し曲げ応力Ｓbおよび曲げ感度係数βとの関係を規定する情報であり、例えば、下記式（３）で表される情報である。
【００６６】
ルート部疲労寿命算出手段１４では、等価のど厚部応力算出部１４４が、等価のど厚部応力規定情報３２を参照し、下記式（３）の右辺項を計算することによって、等価のど厚部応力Ｓeqを算出する。
【００６７】
［数３］
Ｓeq＝Ｓm＋β×Ｓb  …（３）
ここで、
Ｓm：のど厚部繰返し引張応力
Ｓb：のど厚部繰返し曲げ応力
β：曲げ感度係数（０≦β≦１）
【００６８】
疲労寿命予測部１４５は、疲労寿命情報３３を参照し、応力が等価のど厚部応力Ｓeqとなる場合の疲労寿命、すなわち、等価のど厚部応力Ｓeqと等しい応力が繰返し負荷として作用した場合に破壊することなく耐えられる応力繰返し回数（繰返し負荷回数）を求めることで、ルート部疲労寿命を算出する。
【００６９】
ここで、疲労寿命情報３３は、応力と疲労寿命（当該応力を繰り返して負荷を与えた場合に破壊することなく耐えられる繰返し負荷回数）との関係を規定する情報である。疲労寿命情報３３は、例えば、応力Ｓと破壊することなく耐えられる応力繰返し回数Ｎとの関係を規定するルート部用のＳ−Ｎ曲線であって、応力繰返し回数Ｎが１万回未満の疲労寿命である低サイクル域を含むＳ−Ｎ曲線である。
【００７０】
なお、疲労寿命情報３３としての、低サイクル域を含むＳ−Ｎ曲線は、事前に作成して用意する必要がある。低サイクル域を含むＳ−Ｎ曲線の作成方法については、後述する。
【００７１】
疲労寿命予測部１４５は、ルート部疲労寿命を算出すると、算出結果を継手疲労寿命算出手段１７へ与える。なお、ルート部疲労寿命の算出結果は、必要に応じて、記憶手段１８に保持されてもよい。
【００７２】
止端部疲労寿命算出手段１５は、隅肉溶接継手における止端部に生じる繰返し引張応力および繰返し曲げ応力に基づいて止端部疲労寿命を算出する機能を有する。
【００７３】
止端部疲労寿命算出手段１５は、解析モデルの形状寸法情報を取得し、取得した解析モデルの形状寸法情報と関係付けられた応力解析結果を解析結果情報３５から読み出し、読み出した応力解析結果を用いて、隅肉溶接継手における止端部に生じる繰返し引張応力および繰返し曲げ応力に基づいて止端部疲労寿命を算出する。
【００７４】
止端部疲労寿命算出手段１５は、止端部疲労寿命を算出すると、算出結果を継手疲労寿命算出手段１７へ与える。なお、止端部疲労寿命の算出結果は、必要に応じて、記憶手段１８に保持されてもよい。
【００７５】
最小隅肉溶接継手寸法算出手段１６は、ルート部疲労寿命の目標値（以下、「目標ルート部疲労寿命」とする。）が与えられた場合、ルート部疲労寿命算出手段１４が行うルート部疲労寿命の算出計算に対して逆の計算（以下、「逆計算」とする。）を行う機能を有する。すなわち、ルート部疲労寿命算出手段１４は、隅肉溶接部の代表寸法が既知の情報として与えられ、与えられる隅肉溶接部の代表寸法からルート部疲労寿命を計算するのに対して、最小隅肉溶接継手寸法算出手段１６は、目標ルート部疲労寿命が既知の情報として与えられ、与えられる目標ルート部疲労寿命を満足する最小の隅肉溶接継手における隅肉溶接部の代表寸法（以下、「最小隅肉溶接継手寸法」とする。）を求める。
【００７６】
上記逆計算の機能を有する最小隅肉溶接継手寸法算出手段１６は、例えば、最小寸法時等価のど厚部応力特定部１６１と、最小寸法時曲げ感度係数算出部１６２と、最小寸法時代表寸法特定部１６３と、を備える。
【００７７】
最小寸法時等価のど厚部応力特定部１６１は、疲労寿命情報３３を参照して、ルート部疲労寿命が与えられる目標ルート部疲労寿命となる場合の等価のど厚部応力（以下、「最小寸法時等価のど厚部応力」とする。）を求める。すなわち、最小寸法時等価のど厚部応力特定部１６１は、疲労寿命予測部１４５が行うルート部疲労寿命の算出計算とは逆の計算（逆計算）を行って、最小寸法時等価のど厚部応力を算出する。
【００７８】
最小寸法時曲げ感度係数算出部１６２は、等価のど厚部応力規定情報３２を参照し、算出された、のど厚部繰返し引張応力、のど厚部繰返し曲げ応力および最小寸法時等価のど厚部応力に基づいて、曲げ感度係数を算出する。すなわち、最小寸法時曲げ感度係数算出部１６２は、等価のど厚部応力算出部１４４が等価のど厚部応力Ｓeqの算出の際に用いる前記式（３）に、得られたパラメータを代入して曲げ感度係数βを解く（逆計算する）ことで曲げ感度係数βを算出する。
【００７９】
最小寸法時代表寸法特定部１６３は、曲げ感度情報３１を参照し、最小寸法時曲げ感度係数算出部１６２が算出した曲げ感度係数βと関係付けられる隅肉溶接部の代表寸法を求める。ここで求まる隅肉溶接部の代表寸法は、与えられる目標ルート部疲労寿命を満足する最小隅肉溶接継手寸法となる。
【００８０】
上述したようにして最小隅肉溶接継手寸法算出手段１６が最小隅肉溶接継手寸法を算出すると、最小隅肉溶接継手寸法算出手段１６は、算出結果を表示手段などの出力手段１２へ与える。なお、最小隅肉溶接継手寸法の算出結果は、必要に応じて、記憶手段１８に保持されてもよい。
【００８１】
継手疲労寿命算出手段１７は、ルート部疲労寿命および止端部疲労寿命の情報を取得し、ルート部疲労寿命と止端部疲労寿命とを比べた結果に基づいて隅肉溶接継手の疲労寿命を予測する機能を有し、隅肉溶接継手の疲労寿命を算出する。
【００８２】
継手疲労寿命算出手段１７は、隅肉溶接継手の疲労寿命を予測する際、ルート部疲労寿命として、ルート部疲労寿命算出手段１４が算出した結果を用いる。一方、止端部疲労寿命としては、止端部疲労寿命算出手段１５が算出した結果、または止端部疲労寿命の算出機能を有する他装置で計算された結果を用いることができる。
【００８３】
記憶手段１８は、情報の読み出し（リード）および書き込み（ライト）が可能な記憶領域を備え、当該記憶領域に情報を保持する機能を有する。記憶手段１８は、応力解析手段１３、ルート部疲労寿命算出手段１４、止端部疲労寿命算出手段１５、最小隅肉溶接継手寸法算出手段１６、継手疲労寿命算出手段１７および制御手段１９に対して、情報の読み出しおよび書き込み可能な記憶領域を提供し、各々の処理実行に必要な情報の読み出し（リード）および書き込み（ライト）が行なわれる。
【００８４】
疲労寿命計算処理手順を実行する際には、記憶手段１８において、曲げ感度情報３１、等価のど厚部応力規定情報３２、疲労寿命情報３３および解析結果情報３５が読み書きされる。
【００８５】
制御手段１９は、疲労寿命計算装置１０の装置全体の処理を制御する手段であり、入力手段１１、出力手段１２、応力解析手段１３、ルート部疲労寿命算出手段１４、止端部疲労寿命算出手段１５、最小隅肉溶接継手寸法算出手段１６、継手疲労寿命算出手段１７および記憶手段１８と相互に情報を授受し、これらを制御する機能を有する。
【００８６】
制御手段１９は、例えば、ユーザから情報の表示要求があった場合、表示要求があった情報と関係する処理手段１１，１３〜１８から表示要求があった情報を受け取り、受け取った情報を出力手段１２の一例である表示手段に表示する表示指令を与える。当該表示指令を受けた表示手段には、表示要求があった情報が表示される。
【００８７】
表示される情報としては、例えば、応力解析手段１３が行った解析結果、ルート部疲労寿命算出手段１４が算出したルート部疲労寿命、止端部疲労寿命算出手段１５が算出した止端部疲労寿命、最小隅肉溶接継手寸法算出手段１６が算出した最小隅肉溶接継手寸法および継手疲労寿命算出手段１７が算出した隅肉溶接継手の疲労寿命などがある。
【００８８】
上述のように構成される疲労寿命計算装置１０では、ルート部疲労寿命算出手段１４が、隅肉溶接継手におけるのど厚部への繰返し引張応力Ｓmおよび繰返し曲げ応力Ｓbと、評価する隅肉溶接部の代表寸法を求め、さらにのど厚部への繰返し曲げ応力Ｓbがルート部疲労寿命に及ぼす影響度を示す曲げ感度係数βの変化を考慮して等価のど厚部応力を算出し、低サイクル域を含むＳ−Ｎ曲線から低サイクル疲労寿命を考慮して隅肉溶接継手のルート部疲労寿命を計算することができる。
【００８９】
また、継手疲労寿命算出手段１７を具備する疲労寿命計算装置１０では、継手疲労寿命算出手段１７が、ルート部疲労寿命および止端部疲労寿命の情報を取得し、ルート部疲労寿命と止端部疲労寿命とを比べた結果に基づいて隅肉溶接継手の疲労寿命を予測するので、ルート破壊と止端破壊とをまとめた隅肉溶接部の低サイクル疲労寿命を計算することができる。従って、止端破壊およびルート破壊の疲労寿命のバランスがとれた隅肉形状および寸法（代表寸法）を決定することができる。
【００９０】
さらに、最小隅肉溶接継手寸法算出手段１６（または最小隅肉溶接継手寸法算出手段１６が有する逆計算の機能を付加したルート部疲労寿命算出手段１４）を具備する疲労寿命計算装置１０では、最小隅肉溶接継手寸法算出手段１６が目標とするルート部疲労寿命を達成可能な最小の代表寸法を求めることができる。
【００９１】
なお、上述した疲労寿命計算装置１０は、入力手段１１と、出力手段１２と、応力解析手段１３と、ルート部疲労寿命算出手段１４と、止端部疲労寿命算出手段１５と、最小隅肉溶接継手寸法算出手段１６と、継手疲労寿命算出手段１７と、記憶手段１８と、制御手段１９とを具備しているが、応力解析手段１３、止端部疲労寿命算出手段１５、最小隅肉溶接継手寸法算出手段１６および継手疲労寿命算出手段１７については、必ずしも具備している必要はなく、適宜省略して疲労寿命計算装置１０を構成することもできる。
【００９２】
例えば、応力解析手段１３が省略された疲労寿命計算装置１０の場合、ルート部疲労寿命算出手段１４などで用いる解析モデルの応力解析結果は、他の解析装置で行った解析結果を用いればよい。つまり、他の解析装置による解析結果を、解析結果情報３５として疲労寿命計算装置１０に入力することで、疲労寿命を計算することができる。
【００９３】
また、止端部疲労寿命算出手段１５が省略された疲労寿命計算装置１０の場合、止端部疲労寿命について外部装置で別途演算した結果を疲労寿命計算装置１０に入力することで、止端部疲労寿命算出手段１５を具備する疲労寿命計算装置１０と同様に、ルート部疲労寿命と止端部疲労寿命とを考慮した、隅肉溶接継手の疲労寿命を計算することができる。
【００９４】
また、図３に例示される疲労寿命計算装置１０は、ルート部疲労寿命算出手段１４と最小隅肉溶接継手寸法算出手段１６とが別の処理手段として構成されている疲労寿命計算装置１０であるが、ルート部疲労寿命算出手段１４および最小隅肉溶接継手寸法算出手段１６を一個の処理手段として構成してもよい。
【００９５】
例えば、最小隅肉溶接継手寸法算出手段１６が有する逆計算機能をルート部疲労寿命算出手段１４に付加して、疲労寿命予測計算処理手順および最小代表寸法導出計算処理手順の二つの処理手順を実行可能なルート部疲労寿命算出手段１４を具備する疲労寿命計算装置１０を構成してもよい。
【００９６】
続いて、低サイクル域を含むＳ−Ｎ曲線の作成方法について説明する。
【００９７】
図４は、疲労寿命計算装置１０で用いられる疲労寿命情報３３の一例を示す概略図であって、より詳細には低サイクル域を含むＳ−Ｎ曲線図（以下、単に「Ｓ−Ｎ曲線図」とする。）である。ここで、図４に示される曲線Ｃ１〜Ｃ３は、それぞれ、等価のど厚部応力の場合、止端破壊の場合およびルート破壊の場合における応力Ｓと応力繰返し回数Ｎとの関係を示すＳ−Ｎ曲線である。
【００９８】
疲労寿命情報３３としてのＳ−Ｎ曲線図は、少なくとも、等価のど厚応力と応力繰返し回数との関係、すなわち曲線Ｃ１で表される関数Ｓ１（Ｎ）が規定されている。曲線Ｃ１は、例えば、疲労寿命計算や最小代表寸法導出計算を行う対象となる隅肉溶接継手（評価対象物）と材料および代表寸法が実質的に同じとして取り扱える実物の隅肉溶接継手（試験体）を準備し、破壊試験を行って得られる試験結果から求めることができる。
【００９９】
また、他の方法として、例えば、止端破壊の場合およびルート破壊の場合におけるＳ−Ｎ曲線である曲線Ｃ２で表される関数Ｓ２（Ｎ）およびＣ３で表される関数Ｓ３（Ｎ）等の公知な他の情報を用いて曲線Ｃ１の一部または全部について計算値を求めることによって、関数Ｓ１（Ｎ）のうち疲労寿命計算を行う上で使用が想定される全範囲を決定することもできる。
【０１００】
曲線Ｃ１を決める方法として、例えば、未溶着部がある隅肉溶接では、隅肉溶接部の疲労破壊の性質を用いることができる。隅肉溶接部の疲労破壊の性質とは、具体的に説明すれば、負荷応力が大きい場合、すなわち破壊に至るまでの応力繰返し回数Ｎが小さい場合にはルート破壊が生じやすい一方、負荷応力が小さい場合、すなわち破壊に至るまでの応力繰返し回数Ｎが大きい場合には止端破壊が生じやすいという性質である。
【０１０１】
ここで、負荷応力が小さいため止端破壊に移行する応力繰返し回数をＮ２、負荷応力が大きいためルート破壊に移行する応力繰返し回数をＮ３とすると、曲線Ｃ２、Ｃ３の傾斜部は指数関数で表すことができる。従って、それぞれ移行する負荷応力ΔＳ２、ΔＳ３は下記式（４）および（５）のように求めることができる。
【０１０２】
［数４］
ΔＳ２＝Ａ２×Ｎ２^（１／ｍ２）  …（４）
ΔＳ３＝Ａ３×Ｎ３^（１／ｍ３）  …（５）
ここで、「ｘ^ｙ」は、ｘ（ｘ≠０）のｙ（ｙ≧０）乗を表す。従って、上記式（４）の右辺項に含まれる「Ｎ２^（１／ｍ２）」はＮ２の（１／ｍ２）乗を表している。また、Ａ２およびｍ２は曲線Ｃ２の定数、Ａ３およびｍ３は曲線Ｃ３の定数である。
【０１０３】
曲線Ｃ１は、止端破壊とルート破壊か混在し得る領域、止端破壊に移行する点（Ｎ２，ΔＳ２）とルート破壊に移行する点（Ｎ３、ΔＳ３）とを結ぶ下記式（６）で表される直線と、止端破壊に移行する応力繰返し回数Ｎ２以上の曲線Ｃ２の領域と、ルート破壊に移行する応力繰返し回数Ｎ３以下の曲線Ｃ３の領域とを組み合わせて引くことができる。
【０１０４】
［数５］
ΔＳ＝Ａ１×Ｎ^（１／ｍ１）  …（６）
ここで、ｌｏｇＡ１およびｍ１は、下記式（９）、（１０）および（１１）で表される右辺項を、それぞれ、Ｘ、ＹおよびＺ（左辺項）に置き換えた場合、Ｘ、ＹおよびＺを用いて下記式（７）および（８）で表すことができる。
【０１０５】
［数６］
ｌｏｇＡ１＝Ｘ／Ｙ  …（７）
ｍ１＝Ｙ／Ｚ  …（８）
ただし、
Ｘ＝ｌｏｇＮ２×ｌｏｇ｛Ａ３×Ｎ３＾（１／ｍ３）｝−ｌｏｇＮ３×ｌｏｇ｛Ａ２×Ｎ２＾（１／ｍ２）｝  …（９）
Ｙ＝ｌｏｇＮ２−ｌｏｇＮ３  …（１０）
Ｚ＝ｌｏｇＡ２−ｌｏｇＡ３＋（１／ｍ２）×ｌｏｇＮ２−（１／ｍ３）×ｌｏｇＮ３  …（１１）
【０１０６】
なお、ルート破壊に移行する応力繰返し回数Ｎ３が小さい場合、応力繰返し回数が小さい領域で疲労強度（負荷応力ΔＳ）が過大に表されることがあるため、上記式（５）の代わりに上記式（６）をルート破壊に移行する応力繰返し回数Ｎ３以下の領域で適用してもよい。
【０１０７】
ルート破壊に移行する応力繰返し回数および止端破壊に移行する応力繰返し回数は、隅肉継手の形状や材料に応じて変わるため、ルート破壊が起きない場合や止端破壊が起きない場合が起こり得る。
【０１０８】
ルート破壊が起きない場合、曲線Ｃ１は曲線Ｃ２と同じであり、下記式（１２）の関係が成立する。また、止端破壊が起きない場合、曲線Ｃ１は曲線Ｃ３と同じであり、下記式（１３）の関係が成立する。
［数７］
Ｓ１（Ｎ）＝Ｓ２（Ｎ）  …（１２）
Ｓ１（Ｎ）＝Ｓ３（Ｎ）  …（１３）
【０１０９】
ルート破壊および止端破壊の両方が起こる場合を示す式（６）、ルート破壊および止端破壊の一方しか起こらない場合を示す式（１２）および（１３）は、止端破壊（曲線Ｃ２）およびルート破壊（曲線Ｃ３）に対する重み付けを、重み係数ｐおよびｑを用いて下記式（１４）および（１５）でまとめて表すことができる。
［数８］
Ｓ１（Ｎ）＝ｐＳ２（Ｎ）＋ｑＳ３（Ｎ）  …（１４）
ただし、ｐ＋ｑ＝１  …（１５）
【０１１０】
止端破壊およびルート破壊に対する重み付けは、例えば、止端破壊に対する重み係数ｐとルート破壊に対する重み係数ｑとの和が１（１００％）となるように設定する。重み係数ｐおよびｑは、例えば、試験条件を限定して実施した破壊試験により求めた、止端破壊に移行する応力繰返し回数をＮ２と負荷応力が大きいためルート破壊に移行する応力繰返し回数をＮ３とから、式（６）を近似させる、すなわち式（６）に適合するように決めることができる。
【０１１１】
また、他の例としては、隅肉溶接継手の応力分布を解析により求め、求めた応力分布を用いて疲労き裂進展解析をすることで、ΔＳ２およびΔＳ３を求め、重み係数ｐおよびｑを決めることができる。
【０１１２】
なお、式（６）に適合するためには、重み係数ｐおよびｑは応力繰返し回数Ｎの関数となる。ただし、実用的には曲線Ｃ２またはＣ３のどちらか一方が支配的な場合も多く、この場合、重み係数ｐおよびｑは応力繰返し回数Ｎに因らない定数としてもよい。
【０１１３】
次に、本発明の実施形態に係る疲労寿命計算方法の一例として、疲労寿命計算装置１０を用いた疲労寿命計算方法について説明する。
【０１１４】
本発明の実施形態に係る疲労寿命計算方法は、例えば、疲労寿命計算装置１０などの疲労寿命計算処理手順を実行可能な装置を用いて行うことができる。上述した疲労寿命計算装置１０は、疲労寿命計算処理手順として、疲労寿命予測計算処理手順および最小代表寸法導出計算処理手順の二つの処理手順を実行することができる。
【０１１５】
[疲労寿命予測計算処理手順]
図５は、本実施形態に係る疲労寿命計算方法としての疲労寿命予測計算処理手順における処理の流れ（メインルーチン）を示す流れ図（フローチャート）である。
【０１１６】
疲労寿命予測計算処理手順（ステップＳ１〜ステップＳ４：図２）は、例えば、応力解析工程（ステップＳ１）と、止端部疲労寿命工程（ステップＳ２）と、ルート部疲労寿命算出工程（ステップＳ３）と、疲労寿命決定工程（ステップＳ４）とを具備する。
【０１１７】
疲労寿命予測計算処理手順（ステップＳ１〜ステップＳ４）では、処理手順が開始されると（ＳＴＡＲＴ）、まず、応力解析工程（ステップＳ１）が行われる。
【０１１８】
応力解析工程では、応力解析手段１３が解析モデルの応力解析を行い、解析モデル化された隅肉溶接継手に作用する応力を求める。応力解析結果は、例えば、解析結果情報３５として、記憶手段１８などの疲労寿命計算装置１０が読み出し可能な記憶手段に保持され、続く止端部疲労寿命工程（ステップＳ２）およびルート部疲労寿命算出工程（ステップＳ３）において使用される。
【０１１９】
解析モデル化された隅肉溶接継手に作用する応力が求まると、応力解析工程は完了し、続いて止端部疲労寿命工程（ステップＳ２）が行われる。
【０１２０】
止端部疲労寿命工程では、止端部疲労寿命算出手段１５が、隅肉溶接継手における止端部に生じる繰返し引張応力および繰返し曲げ応力に基づいて止端部疲労寿命を算出する。止端部疲労寿命が算出されると、止端部疲労寿命工程は完了し、続いてルート部疲労寿命算出工程（ステップＳ３）が行われる。
【０１２１】
ルート部疲労寿命算出工程では、ルート部疲労寿命算出手段１４が、のど厚部繰返し引張応力、のど厚部繰返し曲げ応力および曲げ感度係数を用いて算出される等価のど厚部応力に基づいて隅肉溶接継手におけるルート部疲労寿命を算出する。ルート部疲労寿命が算出されると、ルート部疲労寿命算出工程は完了し、続いて疲労寿命決定工程（ステップＳ４）が行われる。
【０１２２】
疲労寿命決定工程では、継手疲労寿命算出手段１７が、ルート部疲労寿命および止端部疲労寿命とを比べ、寿命の短い方を隅肉溶接継手の疲労寿命として判断する。隅肉溶接継手の疲労寿命が算出されると、疲労寿命決定工程は完了し、疲労寿命決定工程の完了をもって疲労寿命予測計算処理手順の全処理工程を終了する（ＥＮＤ）。
【０１２３】
なお、図５に例示した疲労寿命予測計算処理手順では、止端部疲労寿命工程（ステップＳ２）に続いてルート部疲労寿命算出工程（ステップＳ３）が行われているが、止端部疲労寿命工程およびルート部疲労寿命算出工程については応力解析工程（ステップＳ１）より後であって疲労寿命決定工程（ステップＳ４）より前に行われていればどのタイミングでもよい。つまり、ルート部疲労寿命算出工程に続いて止端部疲労寿命工程が行われたり、応力解析工程に続いて止端部疲労寿命工程およびルート部疲労寿命算出工程が並列的に行われたりしてもよい。
【０１２４】
また、疲労寿命予測計算処理手順を開始する前に、既に解析結果情報３５を取得している場合には、ステップＳ１を省略することができる。さらに、他装置などで止端部疲労寿命が既に算出されているなどの事情により止端部疲労寿命を算出する必要がない場合には、ステップＳ２を省略することができる。
【０１２５】
図６は、疲労寿命予測計算処理手順におけるルート部疲労寿命算出工程（ステップＳ３：図２）の処理の流れ（サブルーチン）を示す流れ図（フローチャート）である。
【０１２６】
ルート部疲労寿命算出工程（ステップＳ３１〜ステップＳ３６：図６）は、例えば、のど厚部繰返し引張応力算出ステップ（ステップＳ３１）と、のど厚部繰返し曲げ応力算出ステップ（ステップＳ３２）と、等価のど厚部応力算出ステップ（ステップＳ３３〜ステップＳ３５）と、ルート部疲労寿命決定ステップ（ステップＳ３６）とを備える。
【０１２７】
ルート部疲労寿命算出工程（ステップＳ３１〜ステップＳ３６）が開始されると（ＥＮＴＥＲ）、まず、のど厚部繰返し引張応力算出ステップ（ステップＳ３１）が行われる。
【０１２８】
のど厚部繰返し引張応力算出ステップでは、のど厚部繰返し引張応力算出部１４１が、前記式（１）の右辺項を計算して、のど厚部繰返し引張応力Ｓmを算出する。のど厚部繰返し引張応力Ｓmが算出されると、続いて、のど厚部繰返し曲げ応力算出ステップ（ステップＳ３２）が行われる。
【０１２９】
のど厚部繰返し曲げ応力算出ステップでは、のど厚部繰返し曲げ応力算出部１４２が、前記式（２）の右辺項を計算し、のど厚部への繰返し曲げ応力Ｓbを算出する。のど厚部への繰返し曲げ応力Ｓbが算出されると、続いて、等価のど厚部応力算出ステップ（ステップＳ３３〜ステップＳ３５）が行われる。
【０１３０】
等価のど厚部応力算出ステップでは、まず、等価のど厚部応力Ｓeqを算出するために必要な情報として、代表寸法特定部１４３が隅肉溶接部の代表寸法を特定し（ステップＳ３３）、等価のど厚部応力算出部１４４が、曲げ感度情報３１を参照して、代表寸法特定部１４３によって特定された代表寸法と関係付けられる曲げ感度係数β（０≦β≦１）を決定し取得する（ステップＳ３４）。
【０１３１】
その後、等価のど厚部応力算出部１４４が、等価のど厚部応力規定情報３２として与えられる前記式（３）で表される数式の情報と、前記式（３）の右辺項に含まれる各項の値、すなわち、ステップＳ３１〜ステップＳ３４において得られたのど厚部繰返し引張応力Ｓm、のど厚部繰返し曲げ応力Ｓbおよび曲げ感度係数βを用いて、等価のど厚部応力Ｓeqを算出する（ステップＳ３５）。等価のど厚部応力Ｓeqが算出されると、続いて、ルート部疲労寿命決定ステップ（ステップＳ３６）が行われる。
【０１３２】
ルート部疲労寿命決定ステップでは、疲労寿命予測部１４５が、疲労寿命情報３３を参照し、応力が等価のど厚部応力となる場合の疲労寿命を求めることで、ルート部疲労寿命を算出する。ルート部疲労寿命が算出されると、ルート部疲労寿命決定ステップを完了し、本ステップの完了をもってルート部疲労寿命算出工程（ステップＳ３１〜ステップＳ３６）は完了する。
【０１３３】
ルート部疲労寿命算出工程（ステップＳ３１〜ステップＳ３６：図６）が完了すると、疲労寿命予測計算処理手順の流れは、サブルーチン（図６）を抜けてメインルーチン（図５）へ戻り（ＲＥＴＵＲＮ）、ルート部疲労寿命算出工程（ステップＳ３：図５）に続いてステップＳ４の工程が行われる。
【０１３４】
なお、上述したステップＳ３１〜ステップＳ３４は、必ずしも図６に示される順序で行われる必要はない。ステップＳ３５を開始するまでに、ステップＳ３１〜ステップＳ３４の全処理ステップが完了していれば、行われる順番は問わない。つまり、ステップＳ３１〜ステップＳ３４の行われる順番が入れ替わっていてもよいし、一部または全部が並列的に行われてもよい。
【０１３５】
[最小代表寸法導出計算処理手順]
図７は、本実施形態に係る疲労寿命計算方法としての最小代表寸法導出計算処理手順における処理の流れ（フロー）を示す流れ図（フローチャート）である。
【０１３６】
最小代表寸法導出計算処理手順（ステップＳ５１〜ステップＳ５５）は、ルート部疲労寿命の逆計算、すなわち、ルート部疲労寿命算出工程で実行する計算を逆方向に行うことで、与える目標ルート部疲労寿命を満たす最小の隅肉溶接部の代表寸法を求める処理手順である。
【０１３７】
最小代表寸法導出計算処理手順（ステップＳ５１〜ステップＳ５５）は、例えば、最小寸法時等価のど厚部応力算出ステップ（ステップＳ５１）と、のど厚部繰返し引張応力算出ステップ（ステップＳ５２）と、のど厚部繰返し曲げ応力算出ステップ（ステップＳ５３）と、最小寸法時曲げ感度係数決定ステップ（ステップＳ５４）と、最小寸法時代表寸法特定ステップ（ステップＳ５５）とを具備する。
【０１３８】
最小代表寸法導出計算処理手順（ステップＳ５１〜ステップＳ５５）では、処理手順が開始されると（ＳＴＡＲＴ）、まず、最小寸法時等価のど厚部応力算出ステップ（ステップＳ５１）が行われる。
【０１３９】
最小寸法時等価のど厚部応力算出ステップでは、最小寸法時等価のど厚部応力特定部１６１が、疲労寿命情報３３を参照して、最小寸法時等価のど厚部応力を特定する。つまり、ルート部疲労寿命算出工程（ステップＳ３１〜ステップＳ３６：図６）におけるルート部疲労寿命決定ステップ（ステップＳ３６）とは逆方向の処理を行い、ルート部疲労寿命が与えられる目標ルート部疲労寿命となる場合の等価のど厚部応力Ｓeqを求める。
【０１４０】
最小寸法時等価のど厚部応力が求まると、続いて、のど厚部繰返し引張応力算出ステップ（ステップＳ５２）およびのど厚部繰返し曲げ応力算出ステップ（ステップＳ５３）が行われる。
【０１４１】
のど厚部繰返し引張応力算出ステップおよびのど厚部繰返し曲げ応力算出ステップは、それぞれ、ルート部疲労寿命算出工程における、のど厚部繰返し引張応力算出ステップ（ステップＳ３１）およびのど厚部繰返し曲げ応力算出ステップ（ステップＳ３２）と同様の処理ステップであって、のど厚部繰返し引張応力Ｓmおよびのど厚部繰返し曲げ応力Ｓbが算出される。
【０１４２】
最小寸法時曲げ感度係数決定ステップ（ステップＳ５４）は、最小寸法時曲げ感度係数算出部１６２が、等価のど厚部応力規定情報３２を参照し、前記式（３）に、ステップＳ５１〜ステップＳ５３において得られた最小寸法時の等価のど厚部応力Ｓeq、のど厚部繰返し引張応力Ｓmおよびのど厚部繰返し曲げ応力Ｓbを代入して曲げ感度係数βを解く（逆計算する）ことで曲げ感度係数βを算出する。曲げ感度係数βが算出されると、続いて、最小寸法時代表寸法特定ステップ（ステップＳ５５）が行われる。
【０１４３】
最小寸法時代表寸法特定ステップでは、最小寸法時代表寸法特定部１６３が、曲げ感度情報３１を参照し、最小寸法時曲げ感度係数決定ステップ（ステップＳ５４）において算出された曲げ感度係数βと関係付けられる隅肉溶接部の代表寸法、すなわち、与えられる目標ルート部疲労寿命を満足する最小隅肉溶接継手寸法を求める。つまり、最小寸法時代表寸法特定ステップは、隅肉溶接部の代表寸法と関係付けられる曲げ感度係数βを求めるステップＳ３４に対して処理の方向が逆方向の関係にある。
【０１４４】
目標ルート部疲労寿命を満たす最小の隅肉溶接部の代表寸法が算出されると、最小寸法時代表寸法特定ステップ（ステップＳ５５）は完了し、本ステップの完了をもって最小代表寸法導出計算処理手順の全処理ステップを終了する（ＥＮＤ）。
【０１４５】
なお、上述したステップＳ５１〜ステップＳ５３は、必ずしも図７に示される順序で行われる必要はない。ステップＳ５４を開始するまでに、ステップＳ５１〜ステップＳ５３の全処理ステップが完了していれば、行われる順番は問わない。つまり、ステップＳ５１〜ステップＳ５３の行われる順番が入れ替わっていてもよいし、一部または全部が並列的に行われてもよい。
【０１４６】
以上、疲労寿命計算装置１０および疲労寿命計算装置１０を用いた疲労寿命計算方法によれば、止端破壊およびルート破壊の少なくとも一方の発生が想定される隅肉溶接部の低サイクル疲労強度をより簡便に算出することができる。また、逆計算を行うことで、目標とするルート部疲労寿命を達成可能な最小の代表寸法を求めることができる。
【０１４７】
疲労寿命計算装置１０および疲労寿命計算装置１０を用いた疲労寿命計算方法によれば、より管理が難しいルート破壊について、隅肉溶接部の低サイクル疲労強度をより簡便に算出することができるので、ルート破壊を回避する観点から過度に溶接脚長寸法を大きくする設計を回避でき、溶接工数や重量の増加を抑えることができる。
【０１４８】
また、疲労寿命計算装置１０および疲労寿命計算装置１０を用いた疲労寿命計算方法によれば、ルート破壊と止端破壊とをまとめた隅肉溶接部の低サイクル疲労寿命を計算することができるので、止端破壊およびルート破壊の疲労寿命のバランスがとれた隅肉形状および寸法（代表寸法）を決定することができる。
【０１４９】
なお、上述した実施形態において記載した各手法は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、例えば、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の記憶媒体に書き込んで各種装置に適用したり、通信媒体により伝送して各種装置に適用することもできる。
【０１５０】
また、上述した実施形態において説明した「プロセッサ」とは、例えば、専用または汎用のＣＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等のプログラムを実行可能な演算処理回路を意味する。プロセッサは、記憶回路に保存されるプログラムを読み出して実行することにより、各種機能を実現する。
【０１５１】
また、記憶回路にプログラムにプログラムを保存するかわりに、プロセッサを構成する回路内にプログラムを直接組み込むよう構成してもよい。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで各種機能を実現する。
【０１５２】
さらに、複数の独立したプロセッサを組み合わせてプログラムを実行可能な演算処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより各機能を実現してもよい。プロセッサが複数設けられる場合、プログラムを記憶する記憶回路は、プロセッサごとに個別に設けられてもよいし、複数のプロセッサの機能に対応するプログラムを幾つか集約して設けてもよい。
【０１５３】
なお、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階では、上述した実施例以外にも様々な形態で実施することが可能である。本発明は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、追加、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１５４】
１…隅肉溶接継手、２…ルート部、３…止端部、４…のど厚面、１０…疲労寿命計算装置、１１…入力手段、１２…出力手段、１３…応力解析手段、１４…ルート部疲労寿命算出手段、１４１…のど厚部繰返し引張応力算出部、１４２…のど厚部繰返し曲げ応力算出部、１４３…代表寸法特定部、１４４…等価のど厚部応力算出部、１４５…疲労寿命予測部、１５…止端部疲労寿命算出手段、１６…最小隅肉溶接継手寸法算出手段、１６１…最小寸法時等価のど厚部応力特定部、１６２…最小寸法時曲げ感度係数算出部、１６３…最小寸法時代表寸法特定部、１７…継手疲労寿命算出手段、１８…記憶手段、１９…制御手段、３１…曲げ感度情報、３２…等価のど厚部応力規定情報、３３…疲労寿命情報、３５…解析結果情報、Ａ…ルート部の先端、Ｂ…止端部の応力集中点。
【図１】
2018112415.tif 000003
【図２】
2018112415.tif 000004
【図３】
2018112415.tif 000005
【図４】
2018112415.tif 000006
【図５】
2018112415.tif 000007
【図６】
2018112415.tif 000008
【図７】
2018112415.tif 000009