回転曲げ疲労破面に着目したホイールボルト折損過程の解明

以旋转弯曲疲劳断口为重点阐明车轮螺栓断裂过程

• 批准号: 25917020
• 负责人: 戸田 均
• 金额: $ 0.38万
• 依托单位: 三重県警察科学捜査研究所
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-25917020/
• 关键词: ホーイールボルト折損; 回転曲げ疲労; フランジ型締結体; ホーイールボルト折損; 回転曲げ疲労; フランジ型締結体

【研究目的】ボルト締結体の事故で多く報告されるホイールボルト折損事故において、ホイールボルトの折損がどのように進展していくか、及び、ホイールボルトの緩みがホイールボルトの折損にどのように影響するかにっいて検討する。【研究方法】ホイールボルト締結を模擬したフランジ型の締結体(締結ボルト本数 ; 6本)を作製し、フランジ型締結体に対して回転曲げ疲労試験を行った。回転曲げ試験時の締結ボルトに付加されるひずみを計測し、ボルトの締結条件による応力状態の変化を計測した。また、回転曲げ疲労により破断した実際のホイールボルトの破面と、前述の回転曲げ時の歪計測結果を対応させることにより、ホイールボルト折損過程について考察した。【研究成果】ボルトをすべて緩めた場合には、回転の外周側で内周側の数倍から数十倍の歪となり、外周側からの亀裂進展が考えられた。これは、ホイールボルトが緩んだ状態での走行により回転曲げ疲労を受けた場合の破面状態と一致している。ボルトをすべて強く締結した場合には、外周側と内周側での歪の大きさ及び位相に差がなく、ボルトが主に引張圧縮を受けていることが確認された。実際のホイールボルトの破面では、一方向からの亀裂進展だけではなく、複数個所からの亀裂進展による破断も確認されており、十分な締結がなされたホイールボルトであっても過大な外力により折損の危険性があることが示唆される。一本のボルトを強く締結し他のボルトを緩めた場合では、強く締結されたボルトにかかる歪はすべてのボルトを強く締結した場合と同様の傾向を示した。しかし、緩めたボルトの一部を取り外すと歪が急激に増大した。つまり、一部のボルトに緩みが発生した場合でも直ちに他のボルトに影響がでるわけではなく、大きな緩みやボルトの折損により他のボルトへの影響が大きくなると考えられる。

[研究目的]我们将检查车轮螺栓断裂如何在螺栓 - 发动机事故中经常报告的车轮螺栓断裂事故，以及车轮螺栓的松动如何影响车轮螺栓断裂。 [研究方法]制造了法兰形固定体（固定螺栓的数量； 6）以模拟轮螺栓的固定，并在法兰形的固定体上进行了旋转的弯曲疲劳测试。测量了在旋转弯曲测试期间施加在固定螺栓上的应变，并测量了由于螺栓的固定条件而导致的应力状态变化。此外，通过与旋转弯曲弯曲的旋转弯曲疲劳和上述失真测量结果匹配的车轮螺栓的实际断裂表面来检查轮螺栓损伤过程。 [研究结果]当所有螺栓松开时，失真在旋转的外围边缘几次发生到数十次，从而导致外围外侧的裂纹生长。当车轮螺栓驾驶时，这与骨折状态相符，这是由于车轮螺栓松动时驾驶而导致的。当所有螺栓都牢固地固定时，外周侧和内部外周之间的变形的大小和相位就没有差异，并且证实螺栓主要受到拉伸压缩。在车轮螺栓的实际断裂表面中，不仅从一个方向裂开，而且还确认了由于多个位置的裂缝而引起的断裂，这表明即使车轮螺栓已完全固定，也存在过多的外力损坏的风险。当一个螺栓牢固地固定并松开另一个螺栓时，将变形施加到强固定的螺栓上显示出与所有螺栓牢固固定时相同的趋势。但是，当去除一些松动的螺栓时，失真突然增加。换句话说，即使某些螺栓变得松动，其他螺栓也不会立即受到影响，并且人们认为螺栓的大大松动或破裂会增加对其他螺栓的影响。