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ピッチ差付ボルト・ナットのねじ込み過程に生じるプリべリングトルクの3次元FEM解析

Research Project

Project/Area Number 20H00912
Research Category

Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section 2140:Mechanics of materials, production engineering, design engineering, fluid engineering, thermal engineering, mechanical dynamics, robotics, and related fields
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

TAKASE Yasushi  九州工業大学, 戸畑・若松キャンパス技術部, 技術専門職員

Project Period (FY) 2020-04-01 – 
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥480,000 (Direct Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2020: ¥480,000 (Direct Cost: ¥480,000)
KeywordsBolt-nut connection / Pitch difference / Prevailing torque
Outline of Research at the Start

ボルト・ナット接合のナットの緩みの問題は, 「ピッチ差付ボルト・ナット」によって, 耐緩み性・強さとコストの3つを満たす接合法の実現を目指す研究である。ここでは, 「ピッチ差付ボルト・ナット」を対象にしてプリベリングトルク※の大きさで耐緩み性を評価するために, 締め込み実験と3次元モデルでプリベリングトルクのシミュレーションを行う。また, 実用化に際して必要とされる寸法の違いにより, 適切なピッチ差を推定できる計算式についても述べる。
※ボルト・ナット間のピッチ差を大きくすると, ねじ込み抵抗が生じる現象。プリベリングトルクの大きさが, 耐ゆるみ性を支配することは, 耐緩み性試験を用いた試験で実証済である。

Outline of Final Research Achievements

ボルト・ナット接合のナットの緩みの問題は,「ピッチ差付ボルト・ナット」によって,耐緩み性・強さとコストの3つを満たす接合法の実現を目指す研究である。ここでは,「ピッチ差付ボルト・ナット」を対象にしてプリべリングトルク※の大きさで耐緩み性を評価するために,締め込み実験と3次元モデルでプリべリングトルクのシミュレーションを行う。また,実用化に際して必要とされる寸法の違いにより,適切なピッチ差を推定できる計算式についても述べる。
※ボルト・ナット間のピッチ差を大きくすると,ねじ込み抵抗が生じる現象。プリべリングトルクの大きさが,耐ゆるみ性を支配することは,耐緩み性試験を用いた試験で実証済である。

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ボルト・ナット締結体は,使用頻度,重要度が高い機械要素で産業界に広く普及しているが,振動の激しい条件では,緩み易いという欠点がある。破損事例の90%以上は,疲労に起因しており,そのほとんどはボルトの緩みが原因であるとも言われている。従って,ボルトの信頼性・安全性を確保するためには,主に耐緩み性に勝れ,かつ疲労強度を兼備し,なおかつ安価であることが理想的であるが,これまでそのようなねじ締結体は,実用化されていない。そこで,本研究では,「ピッチ差付ボルト・ナット」によって,耐緩み性・強さ・コストの3つを満たす接合法の実現を目指すとともに,ピッチ差が緩み止めに及ぼす影響やそのメカニズムを解明する。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • Research Products

    (3 results)

All 2021 2020 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Effect of Nut Height on Tightening and Untightening of Pitch Difference Nut2021

    • Author(s)
      野田尚昭,王彪,佐野義一,劉渓,立石孝介,乾湧人,シュウ ベイフェン,高瀬康
    • Journal Title

      Transactions of Society of Automotive Engineers of Japan

      Volume: 52 Issue: 1 Pages: 58-63

    • DOI

      10.11351/jsaeronbun.52.58

    • NAID

      130007959668

    • ISSN
      0287-8321, 1883-0811
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Three-dimensional finite element analysis for prevailing torque of bolt-nut connection having slight pitch difference2020

    • Author(s)
      野田尚昭,劉渓,佐野義一,立石孝介,王彪,高瀬康
    • Journal Title

      Journal of Mechanical Science and Technology

      Volume: 34 Issue: 6 Pages: 2469-2476

    • DOI

      10.1007/s12206-020-0522-8

    • NAID

      120007041722

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Remarks] 九州工業大学 研究者情報 論文ー野田尚昭

    • URL

      https://hyokadb02.jimu.kyutech.ac.jp/html/10_ronbn_1_ja.html

    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2023-03-23  

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