高力ボルト引張接合を汎用化するための設計手法の開発

开发一种通用化高强度螺栓拉伸接头的设计方法

基本信息

批准号：
20J15702
负责人：
杉本悠真
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Iwate University (2021)Osaka City University (2020)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2020年度に提案した非突出型エンドプレート接合（以下，非突出型接合）のボルト軸力推定法はFEM解析の結果から得られた推定法であり，FEM解析の妥当性検証と実大サイズの非突出型接合実験による推定式の実用性検証を行う必要があり，2021年度はこれらに取り組んだ．まず，引張接合のFEM モデルの妥当性について，引張接合で最も基本的な接合形式であるスプリットティー継手を用いた検討を行った．解析実施者毎に設定方法にばらつきが生じると考えられる「要素分割・要素種別」，「接触条件」，「溶接余盛部のモデル化」，「高力ボルトのモデル化」を解析パラメータに設定し，これらの設定方法について解析と実験の降伏耐力や最大耐力を比較することでその影響を確認した．特に，スプリットティー継手の挙動を高精度に再現するための要素分割方法を提示したことが本検討の最も重要な成果である．次に，昨年度提案した非突出型接合のボルト軸力推定法とそれに使用した解析モデルの妥当性の検証を目的とし，水平リブの長さをパラメータとした3ケースの非突出型接合の載荷実験を実施した．供試体は支間3mのH形鋼（H588-300-12-20）を使用した．まず，水平リブの有無によるボルト軸力の増分を比較し，水平リブを有した接合部の方がボルト軸力の増加が抑えられ，実験的にも水平リブが接合部の強度向上に効果的であることを確認した．また，実験では接合面の初期不整の影響により，ボルト軸力や接合面間の離間量などでFEM解析の結果と異なる結果となったが，全体の鉛直変位や腹板－フランジ部のひずみ分布は整合させることができ，非突出型接合の解析モデルの妥当性を明らかにすることができた．そして，前年度に提案した非突出型接合のボルト軸力推定法は本実験結果と比較しても安全側の評価を与えることを確認し，その実用性を確認した．

2020年提出的非限定端板接头的螺栓轴向力估计方法（以下称为非义务关节）是从FEM分析的结果中获得的估计方法，并且有必要验证FEM分析的有效性并验证FEM分析的有效性，并验证使用实际尺寸的无构造实验的估计方程的实用性，我们在20个方程式上进行了估计，我们在20个方程式上进行了估计，我们在20个方程式上进行了估计，我们在20个方程式上进行了研究。使用拆分接头的拉伸键合的FEM模型，这是拉伸键合的最基本键合格式。分析参数设置为“元素分裂/元素类型”，“接触条件”，“焊接过量部分的建模”和“高强度螺栓的建模”，这被认为在每个分析表演者的设置方法中会导致变化，并通过比较分析和实验的分析强度和实验强度的强度和最大值来确认这些设置方法的效果。特别是，这项研究的最重要结果是提出一种元素分裂方法，以高精度地重现拆分接头的行为。接下来，为了验证去年提出的螺栓轴向力估计方法的有效性和所使用的分析模型，我们使用水平肋骨的长度作为参数进行了三种非抑制关节的加载实验。该标本由H形钢（H588-300-12-20）制成，间距为3M。首先，我们根据是否存在水平肋骨进行比较螺栓轴向力的增量，并确认螺栓轴向力的增加在用水平肋骨的接头中抑制，并且在实验上，水平肋骨可有效地提高关节强度。此外，在实验中，由于螺栓轴向力和关节表面之间的关节表面初始不规则的影响，结果与FEM分析的结果有所不同，但是可以匹配腹板 - 方便部分的整体垂直位移和腹板方案部分的应变分布，从而可以匹配非优势类型的分析模型的有效性。然后，我们确认，与本实验结果相比，上一年提出的针对非欺骗关节提出的螺栓轴向力估计方法提供了安全评估，并确认了其实用性。