引張り荷重を受ける異種中実円柱および中空円筒段付重ね合せ接着継手の有限要素法応力解析と強度について

摘要

引張り荷重を受ける異種材料中実円柱段付き重ね合せ，および中空円筒段付き重ね合せ接着継手の応力分布を軸対称有限要素法を用いて解析し，被着体の縦弾性係数比，接着層の縦弾性係数，接着層厚さ，スカーフ角，段数などが最大主応力分布に及ぼす影響を調べた。その結果，異種材料中実円柱段付き重ね合せ継手の場合，接着界面の外径端部で最大主応力が特異性を示した。また中空円筒段付き重ね合せ接着継手の場合は，外径端および内径端で最大主応力が特異性を示し，内径端の方が大きくなった。両継手の場合とも最大主応力の値は被着体の縦弾性係数比が小さくなるほど大きく，さらに接着層の厚さが小さくなるほど，また接着層の弾性係数，スカーフ角が大きくなるほど小さくなる。段数は内径端と外径端で逆の影響を示す。FEM計算による継手強度は実験結果とよく一致し，異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。