高力ボルト摩擦接合継手のすべり耐力改善に向けたエラストマーシートの機械的性質検討

提高高强螺栓摩擦接头滑动强度的弹性体片材力学性能研究

基本信息

批准号：
22K20452
负责人：
大城雄希
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Akashi National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2022年度は，既に実施していたエラストマーシートを挿入した高力ボルト摩擦接合継手のすべり試験を対象とした，簡易的な有限要素解析の詳細検討を実施した．これは，既往研究で実施された引張試験の再現解析であり，解析に用いたエラストマーシートの各種物性値はメーカーの製品カタログから得られた参考値である．解析によって継手のすべり荷重を算出し，積層構造におけるせん断応力の算出式から導かれるすべり荷重の推定値との比較を実施した．既往の研究では簡易的な解析のため，継手のボルト孔を省略した解析モデルを用いた解析を実施しており，継手のすべり荷重は解析値と推定値で概ね一致することが確認された．一方，今回実施したボルト孔を考慮した解析では，解析値が推定値を12%程度下回る結果となり，推定値からすべり耐力評価すると過大評価となることが確認できた．また，想定しているエラストマーシートを用いて従来の継手と同等のすべり耐力を発揮するには，0.16～0.18mmのシート厚さが要求されることが分かった．この厚さは既往研究で使用した1mmと比較しても非常に薄く，製品として作成するには困難だと考えられる．しかし，これらの解析では，エラストマーシートの正確な物性値を使用しておらず，鋼板とエラストマーシートは境界面ですべらないことを前提としているため，実際の試験結果を十分に再現できているとは言い難く，更なる検討が必要である．

在2022财年，我们对简单有限元分析进行了详细研究，针对插入弹性体板的高强度螺栓摩擦接头的滑动测试。这是对先前研究中进行的拉伸测试的复制分析，分析中使用的弹性体板的各种物理特性是从制造商的产品目录中获得的参考值。通过分析计算关节的滑动载荷，并将其与从公式中得出的估计的滑动载荷进行比较，以计算层压结构中的剪切应力。先前的研究使用分析模型进行了分析，该分析模型省略了关节中的螺栓孔，并证实关节的滑动负载通常与分析值和估计值一致。另一方面，在分析中考虑了这次进行的螺栓孔，分析值比估计值低约12％，并且可以证实，当评估估计值时，将滑移电阻高估了。还发现，使用预期的弹性体板达到与常规接头相同的滑动阻力，需要0.16至0.18毫米的薄板厚度。与以前的研究中使用的1mm相比，这种厚度非常薄，被认为很难作为产品创建。但是，这些分析不使用弹性体片的准确物理特性，并假定钢板和弹性体纸不会在界面上滑动，因此很难说实际的测试结果已经完全复制，并且需要进一步研究。