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2009 年度 実績報告書

計算力学的手法による健全な締結部設計と包括的なリスクアナリシス手法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 20560132
研究機関神戸大学

研究代表者

福岡 俊道  神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (00116279)

研究分担者 野村 昌孝  神戸大学, 海事科学研究科, 准教授 (70252608)
キーワードボルト締結体 / 接触熱伝達率 / 異材界面 / 有限要素解析 / 接触面剛性 / 固有振動解析
研究概要

(3)接触熱抵抗を考慮した締結部の熱及び力学挙動の評価
1)熱・力学挙動の高精度・高効率な解析手法 すでに確立している一般的な工業材料から構成される同種材界面における接触熱伝達率,およびわずかなすきまが存在する場合の見かけの接触熱伝達率の評価式を汎用解析コードに組み込むことにより,管フランジ,ディスクブレーキのような強い対称性を有する構造物の特徴的な熱及び力学挙動を明らかにした.
2)異材界面における接触熱抵抗の評価式 炭素鋼,ステンレス鋼,アルミニウム合金を対象として異材界面を構成し,体験的な実験を実施することにより,異材界面における接触熱伝達率に方向性があることを定量的に明らかにした.さらに,界面における接触熱伝達率を同種材料の場合と類似の式で表した.
(4)接触面剛性を考慮したボルト締結体の固有振動解析特性の評価
1)一次元非線形ばねによる接触面剛性の評価 接触面の近寄り量と面圧の関係を表したOstrovskiiの式,及びせん断方向剛性に関するBackの式を応用することにより,表面あらさに起因する法線方向とせん折方向の接触面剛性を一次元非線形ばねで表す手法を確立した.
2)接触面剛性を考慮した計算効串の高い固有振動解析上記の一次元非線形ばねを自作の有限要素プログラムに組み込み,重ね板はりの固有振動解析を実施することによりその有効性を確認した.さらに汎用解析コードに対して,接触面剛性を表す非線形ばねモデルを界面の法線方向とせん断方向に組み込む手去を確立し,重ね板はりの固有振動解析を実施することによりその有効性を確認した.

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] 異材界面のおける接触熱抵抗の評価2010

    • 著者名/発表者名
      福岡・野村・山田
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(A編) 76巻763号

      ページ: 344-350

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental Investigation and Finite Element Analysis of the Free Vibration Problem of Bolted Joint by taking Account of Interface Stiffness2009

    • 著者名/発表者名
      Fukuoka, T., Nomura, M., Sugano, N.
    • 雑誌名

      Journal of Environment and Engineering, JSME Vol.4, No.1

      ページ: 101-111

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finite Element Analysis of the Fatigue Strength of Threaded Fasteners Using Helical Thread Models2009

    • 著者名/発表者名
      Fukuoka, T., Nomura, M., Fuchikami, T.
    • 雑誌名

      2009 ASME Pressure Vessel & Piping Conference (CD-ROM)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of the Mechanical Behavior of Pipe Flange Connections by Taking Account of Compression Characteristics at Elevated Temperature2009

    • 著者名/発表者名
      Fukuoka, T., Nomura, M., Nishikawa, T.
    • 雑誌名

      2009 ASME Pressure Vessel & Piping Conference (CD-ROM)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of Heat Flow Around Bolted Joints and Variations of Axial Bolt Force2009

    • 著者名/発表者名
      Fukuoka, T., Nomura, M., Shino, K.
    • 雑誌名

      Journal of Pressure Vessel Technology, ASME Vol.131 No.6

      ページ: No. 061203

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ねじ山らせんモデルによるボルト締結体の疲労強度評価2009

    • 著者名/発表者名
      福岡・野村・渕上
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(A編) 75巻759号

      ページ: 1570-1576

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 大型車用ホイールボルトの軸力のばらつきと安全性の評価2009

    • 著者名/発表者名
      福岡・野村・福万・上平・杉本
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(A編) 75巻759号

      ページ: 1577-1584

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ガスケットの高温圧縮特性を考慮した管フランジ締結体の有限要素解析2009

    • 著者名/発表者名
      福岡・野村・西川
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(C編) 75巻759号

      ページ: 3069-3075

    • 査読あり
  • [学会発表] 有限要素解析による軸継手用リーマボルトの力学特性の評価2010

    • 著者名/発表者名
      佐々木・福岡・野村
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第85期定時総会講演会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県)
    • 年月日
      20100316-20100317
  • [学会発表] せん断荷重を受ける多数ボルト締結体の力学特性に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      簑田・福岡・野村
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第85期定時総会講演会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県)
    • 年月日
      20100316-20100317
  • [学会発表] 有限要素解析による外力を受けるボルト締結体の疲労強度評価2010

    • 著者名/発表者名
      原・福岡・野村
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第85期定時総会講演会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県)
    • 年月日
      20100316-20100317
  • [学会発表] 逆問題的手法による構造物の接触面剛性の評価2010

    • 著者名/発表者名
      西谷・福岡・野村
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第85期定時総会講演会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県)
    • 年月日
      20100316-20100317
  • [学会発表] 熱負荷を受ける管フランジ締結体の三次元有限要素解析2010

    • 著者名/発表者名
      中山・福岡・野村
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第85期定時総会講演会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県)
    • 年月日
      20100316-20100317
  • [学会発表] チタン・チタン合金の接触熱抵抗とボルト締結体への応用2010

    • 著者名/発表者名
      宮本・福岡・野村
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第85期定時総会講演会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県)
    • 年月日
      20100316-20100317
  • [学会発表] 実機転用試験装置による大型車用ホイールボルトの疲労強度評価2010

    • 著者名/発表者名
      上平・福岡・野村・北野
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第85期定時総会講演会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県)
    • 年月日
      20100316-20100317
  • [学会発表] 有限要素解析による大型車用ホイールボルトの疲労強度評価2010

    • 著者名/発表者名
      野村・福岡・上平
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第85期定時総会講演会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県)
    • 年月日
      20100316-20100317

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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