引張荷重を受ける層内に円形弾性充填物を有する突合せ接着継手の二次元応力解析

摘要

本研究は引張荷重を受ける層内に円形弾性充填物を有する突合せ接着継手，特に接着界面と充填物周縁の応力分布を求めるための二次元応力解析を行った。理論的には被着体と円形弾性体の充填物を含む接着層を有限長帯板に置き換え，二次元弾性論を用いて解析を行い，充填物が継手の強度に及ぼす影響を推定した。 この解析に基づき充填物の縦弾性係数，位置や数が接着層境界及び充填物周縁の応力分布に及ぼす影響を調べた。 充填物の縦弾性係数が大きいほど，充填物が接着界面端部に近いほど，充填物の数が多いほど，継手の強度が向上することが分った。 解析結果の妥当性を確かめるために，ひずみ測定実験及び二次元および三次元有限要素解析を行い，本解析結果とひずみ測定実験結果及び二次元有限要素解析を比較し両者はかなりよく一致した。 しかし，本解析結果と三次元有限要素解析に相違がみられた。 充填物を有する継手の破壊試験を行い，充填物を添加することにより継手の強度が向上することを示した。