ナットの不完全ねじ部がボルトねじ谷底の局所的応力分布に及ぼす影響ねじ軸直角断面及びねじ山の荷重分布に基づく3次元螺旋モデルの作成）

摘要

ボルト·ナット結合におけるボルトの疲労強度を，材料及びねじ谷底の局所的応力から推定しようとする試みは古くから行われており，近年では，FE解析によってねじ谷底の応力を求めることも可能であるが，それらのほとhどは，2次元軸対称モデルを用いたものである．2次元軸対称モデルでは，ねじのリード（角）がなく，そのため，ナット座面の第1ねじ山も均一な形状となり，実際のナット座面近くに存在する不完全ねじ山の影響は厳密には考慮できていない．一方，3次元モデルを用いようとすると，必要な要素数は膨大になり，接触面が複数存在するボルト·ナット結合をそのまま対象とすることは，現実的に難しい．そこで，本研究では，3次元ボルト·ナット結合モデルから対象となるボルトねじ谷底を含む2リード分のねじ山を切り出し，その要素分割を細密化するとともに，元のモデルから求めた断面力及び接触節点力を外力として作用させることによって解析を行う，いわゆるズーム法適用の可否について明らかにしようと試みている．具体的には，応力分布を求めるために必要となるねじ谷底の要素数，要素の緻密化を可能とするような要素分割方法，断面力，及び節点力の再配分について調べる必要があり，そのために，2次元FE解析や単純な切欠きモデルに対する解析を併用しながら検討を行った．