静的及び衝撃荷重下での接着構造の応力解析と強度評価

keywords.jpg静的・衝撃荷重,接着,界面応力,特異応力,強度,有限要素法 

澤 俊行 

TOSHIYUKI SAWA

division.jpg工学研究院 機械システム・応用力学部門 設計工学講座

position.jpg特任教授

共同研究者 : 中野博子、関口泰久、大宮祐也

研究概要

研究の背景

機械構造物の軽量化にあたり従来の機械的接合から高分子材料を用いた接着接合利用に対応するため。

研究内容

各種接着接合に静的及び衝撃的荷重が作用した時の界面応力特性を有限要素法解析を用いて調べ、界面端部に生じる特異応力を低減するための、被着体縦弾性係数に対する接着層の縦弾性係数および厚さなどの因子を調べ、強度向上のための条件を検討した。様々な接着継手につき、同種・異種材料、荷重形態等の条件を変えて検討した。

成果

静的強度向上のためには接着層の縦弾性係数を大きく、接着層の厚さを薄くすることがよいことが分かったが、衝撃荷重下では特性が逆であることが示された。実務の設計ではこの特性を考慮すべきである。

実用化に向けて(想定業界・用途、課題、企業への期待など)

自動車車体、航空機機体などへの静的強度確保と衝突時強度確保のための条件が判明し、軽量化技術への貢献が考えられる。

本研究の特徴・優位性

静的強度特性は衝撃強度特性と逆の特性であることが分かり、自動車などの機械構造物の軽量化設計にあたり大きな知見を与えている。衝撃荷重下ではひずみ速度依存性を考慮する必要があることも示している。

detailsubtitle3.jpg

Hiroko Nakano, Yuya Omiya, Yasuhisa Sekiguchi & Toshiyuki Sawa, Three-dimensional FEM stress analysis and strength prediction of scarf adhesive joints with similar adherends subjected to static tensile loadings, IJAA Vol. 54, Oct. 2014
Hiroko Nakano, Yasuhisa Sekiguchi & Toshiyuki Sawa, FEM stress analysis and strength prediction of scarf adhesive joints under static bending moments, IJAA Vol. 44, July 2014

お問い合わせ