ラップ接着された円筒体の合理的設計法の開発に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555437
• Research Institution: HOKKAIDO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 三上 隆 北海道大学, 工学部, 教授 (00002303)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 能登谷 勇人 北電興業, 技術部, 係長(研究職) ; 佐藤 昌志 北海開発局, 開発土木研究所, 室長 ; 佐々木 康彦 北海道大学, 工学部, 助手 (10125320)
• Keywords: ラップ接着 / 円筒体 / 衝撃応答 / 粘弾性

Research Abstract

平成8年度は,粘弾性・衝撃応答解析を実施し,以下のような結果を得た。
[線形粘弾性問題]
(1)初期の時間における接着層の垂直応力とせん断応力の分布は,接着層の弾性的性質が強く現れ,静的弾性問題から確認された特性,すなわち,接着層中央に関して対称,非対称な分布形状を示すが,被着体,接着層の寸法・剛性によらず,時間の経過とともに非対称性は薄れていく。その結果,接着層両端の応力集中は,軽減される。
(2)継ぎ手の被着体を引き離す方向に作用する剥離引張応力は,接着層の長さ方向のせん断応力より大きくなり,せん断応力は引張応力よりも早く減衰する。
(3)応力減衰は,被着体の剛性にも依存し,剛性が大きい程減衰の程度は小さい。
(4)応力減衰に大きな影響を与えるパラメータは剛性を除けば,接着層長さおよび接着層厚さで,前者はその値が大きいほど,後者はその値が小さい程,時間の変化に対する応力の減衰の程度が大きい。
[弾性衝撃問題]
(1)接着層両端の応力は,縦波の到達と同時に立ち上がり,強い応力集中が発生する。
(2)応答が立ち上がった後では,薄い円筒体では長い周期で応答が繰り返され,厚い円筒体では短い周期で応答が繰り返される。
(3)動的応答倍率は,被着体の剛性に大きく依存する。
[予備設計における留意点]
接着層の最大剥離引張応力(垂直応力)および最大せん断応力は,以下のようにすれば軽減できる。
(1)同種材料からなるラップ継手接着すること。
(2)柔軟な接着剤と剛性のある被着体を接合させること。

Research Products

• [Publications] 季海濱: "ラップ接着された円筒体の粘弾性応力解析" 構造工学論文集. 42A. 21-26 (1996)
• [Publications] 季海濱: "軸方向衝撃荷重を受けるラップ接着された円筒体の応力特性" 第3回落石等による衝撃問題に関するシンポジウム講演論文集. 45-48 (1996)
• [Publications] 季海濱: "ラップ接着された円筒体の動的挙動" 土木学会北海道支部論文報告集. 53(A)(印刷中). (1997)