| 研究課題/領域番号 |
18K13821
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
高井 俊和 九州工業大学, 大学院工学研究院, 助教 (00759433)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 高力ボルト摩擦接合継手 / すべり荷重 / 再すべり試験 / 塗膜損傷 / 補修塗装 / 無機ジンクリッチペイント / 有機ジンクリッチペイント |
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| 研究実績の概要 |
2019年度は，(3)部位別の塗膜損傷の補修後のすべり耐力への影響度の調査，(4)すべりにより接合面処理が損傷した高力ボルト継手のすべり耐力の高い補修法の検討を行った．(3)では，初めに平成30年度に実施した継手のすべり実験の試験体を解体し接触面の無機ジンクリッチペイントの塗膜損傷の状況を調査した．ボルト孔近傍の塗膜損傷の程度がひどく，ボルト孔から離れた位置の塗膜損傷の程度が少ないことを確認した．調査結果に基づき，塗膜損傷を模擬したFEM解析を実施した．塗膜の損傷範囲に着目して摩擦係数を変えて解析を行ったところ，ボルト軸力によって生じる摩擦面の接触力は，塗膜損傷のひどいボルト孔近傍がほとんどであり，それ以外はわずかであることを確認した．また，補修後のすべり荷重は，摩擦係数と接触力の積の合計となり，ボルト孔近傍の塗膜補修によるすべり耐力の回復効果が大きく期待されることが示唆された．これらの結果に基づき(4)で，平成30年度に実施した継手のすべり試験体を用いて，接触面の補修塗装を施し，再すべり試験を実施してすべり荷重を評価した．塗膜の補修パターンを変えて比較したところ，すべり後そのまま再組立したケースはすべり係数が設計すべり係数を下回り，連結板のみ無機ジンクリッチペイントを塗装した新規部品に交換した場合のすべり係数は設計すべり係数と同等程度であることを確認した．損傷した塗膜を簡易的に補修するため有機ジンクリッチペイントによる補修塗装を試みた．無機ジンクリッチペイントを塗装した場合よりもすべり係数は低下したが，ボルト孔近傍のみ補修した場合と，接触面全体を補修した場合のすべり係数がほぼ同じであり，(3)で行った解析と同様の傾向が実験で確認された．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究実績の概要に示した(3)部位別の塗膜損傷の補修後のすべり耐力への影響度の調査では，初めに平成30年度に実施した継手のすべり実験の試験体を解体し接触面の無機ジンクリッチペイントの塗膜損傷の状況を調査した．また，調査結果に基づき，塗膜損傷を模擬したFEM解析を実施した．これらの結果から，接触面の塗膜損傷の度合いとその範囲を整理し，それらの損傷のすべり荷重への影響度を明らかにした． (4)すべりにより接合面処理が損傷した高力ボルト継手のすべり耐力の高い補修法の検討では，平成30年度に実施した継手のすべり試験体を用いて，接触面の補修塗装を施し，再すべり試験を実施してすべり荷重を評価した．塗膜の補修パターンを変えて再すべり実験を行い，補修パターンとすべり荷重との関係から補修効果を確認，整理した．ボルト孔から離れた位置の接触面の塗膜の補修の有無では，すべり荷重への影響はあまり見られず，(3)で得られた結果と同様の傾向が得られた．このように，2019年度の検討では当初の予定した検討が進捗し結果が得られており，かつ実験と解析の結果で不整合も見られなかったことから，おおむね順調に進展していると判断した．
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度は，前年度までの得られた実験およびFEM解析の結果に加えてさらに検討を進め，すべりが生じた高力ボルト継手の補修，再接合方法の確立を目指して (5)再接合した高力ボルト継手の耐力評価式を検討する．平成30年度の検討で，FEM解析やすべり実験から継手にすべり荷重の1.3倍まで作用させた結果，ボルト孔まわり支圧変形と母板降伏のすべり荷重への影響は小さく限定的であることが明らかとなり，2019年度の検討では，すべりによって生じた塗膜損傷によるすべり荷重の低下のメカニズムを明らかにし，補修，再接合した際のすべり荷重への効果を確認した．このように再接合時にすべり荷重に影響すると考えられる各要因の影響の度合いを確認したが，検討したケース数が限られるため，影響度が比較的大きい塗膜損傷を中心に検討する予定である．これらの各種検討結果が，すべり後，再接合した際のすべり荷重の予測のための基礎的な資料となるよう取りまとめる予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2019年度の試験体製作が当初計画より低廉で済んだこと，研究成果の公表のために参加予定であった講演発表会が中止となり交通費が一部生じなかったこと，進捗の都合により論文投稿が次年度となったことなどにより，支出額が予定より少なく次年度使用額が生じた．2019年度までの検討で当初計画の通りに一定程度の結果が得られているが，検討したケースが限られているため，検討ケースを追加する予定である．次年度使用額はこの検討のために有効活用する予定である．
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