Structural reliability of micro joints subjected to six degrees of freedom random vibration and thermal shock

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K04068
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 18010:Mechanics of materials and materials-related
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: Shibutan Tadahiro 横浜国立大学, 先端科学高等研究院, 教授 (10332644)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 構造信頼性 / 接合強度

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to establish a method for predicting the fracture behavior of a micro joints subjected to multi-axis random vibration using a six-axis random vibration with a thermal shock. The stress simulation using finite element analysis software was carried out for the purpose of improving the adhesion evaluation method of the actual heat-resistant resin. Quantitative interface strength evaluation has become possible by estimating the energy release rate of the interface using the Cohesive Zone Model (CZM) model. A vibration test was performed using a HALT test device, and the stress generated in the test piece was evaluated by time history response analysis.

Free Research Field

材料強度学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

実環境での破壊事故事例の多くは、振動と温度変化に起因したものであり、両者の複合負荷状態での損傷挙動は重要な課題の一つである。ランダム振動と温度変化に起因した熱変形の相互作用については、近年複合環境試験装置などで一部検討されている。しかし、多くが振動挙動を単軸にした場合が多いため、単純な損傷の重ね合わせで議論される場合が多く、評価方法も十分に体系化されていない。今回，界面のはく離挙動を考慮した評価モデルを構築することで，温度と機械的負荷を受けるマイクロ接合部の信頼性向上に貢献した。