曲げモーメントを受ける同種被着体材料による中実円柱および中空円筒段付重ね合わせ接着継手の有限要素法応力解析と強度について

Abstract

三次元有限要素法（FEM）を用いて曲げモーメントを受ける同種材料中実円柱および中空円筒段付き重ね合わせ接着継手の応力分布を解析し，接着層の縦弾性係数，接着層厚さ，スカーフ角，段数が接着界面での最大主応力分布に及ぼす影響を調べた。同種材料中実円柱および中空円筒段付き重ね合わせ接着継手のどちらの場合も突合わせ部接着界面の外径端部で最大主応力が特異性を示し，荷重は重ね合わせ部より大方突合わせ部で負担されることが分かった。両継手の場合とも最大主応力の値は接着層の縦弾性係数が小さくなるほど，接着層の厚さが小さくなるほど，また段数とスカーフ角が大きくなるほど小さくなることが示され，角状段付き接着継手の特性との比較検討も行った。FEM 計算による継手強度推定値は実験結果とかなりよく一致し，本研究で扱った寸法では同種材料中実円柱継手の方が中空円筒継手よりも，やや強度が大きくなることが示された。