2014 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロスケール特異要素FEMによる非線形材料接合体の界面はく離強度の解明
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25820015
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
倉橋 貴彦 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00467945)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | シミュレーション工学 / 材料力学 / 有限要素法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は， ゴム等の幾何学非線形効果を有する材料と，線形弾性体の接合構造の接合界面端における強度評価を行うことを目的とした．強度評価を行う場合，数値解析手法を適用した応力解析結果を使用するが，接合界面端においては応力集中が生じるため，解析に用いるメッシュは限りなく細かく設定する必要がある．しかし，多大な計算時間を要することになるため，この問題点を解消するための方法として特異要素に関する研究（今回は，線形弾性体の接合構造を対象）も合わせて行った．本研究では，強度評価の対象構造として天然ゴム-SS400接着接合体を用いたが，破壊力学パラメータとして用いられる特異応力場の強さは線形弾性体の接合構造の理論に適用できるものであるため，本研究では，はく離試験時に得られたはく離荷重を用いた天然ゴム-SS400接着接合体に対する応力解析を行い，界面端点における応力成分に関する考察を行った．対象としたモデルは，SS400によりゴム材を挟み接着剤で接合した継手構造であり，基準引張り外力1MPaを境界条件として入力し，界面に対して平行方向の応力成分（せん断応力τrθ））と界面に対して垂直方向の応力成分（垂直応力σθθ）の比較を行ったところ，せん断はく離試験ではあるが，界面に対して垂直方向の応力成分（垂直応力σθθ）により破壊が生じていることがわかった．また，接着長さを変えたモデルを3種類作成し，各モデルに対してはく離時の荷重を入力した解析を行ったところ，どのモデルにおいても界面端における応力成分σθθは約2MPa程度を示していることがわかった．実際には，界面端における各応力成分の値は，メッシュの細かさに依存することも指摘されているため，今後はJ積分等，幾何学的非線形効果を有する材料にも適用可能な破壊力学パラメータの利用を考えていく必要があると言える．
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Research Products
(13 results)
