| 研究課題/領域番号 |
20H02235
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| 研究機関 | 大阪公立大学 |
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研究代表者 |
山口 隆司 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (50283643)
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| 研究分担者 |
林 厳 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 助教 (10869530)
森山 仁志 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 講師 (50825495)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 構造工学・地震工学 / 高力ボルト / 摩擦接合継手 / メカニカルファスナー |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，突出部が一切ない砂時計型形状のメカニカルファスナー（Double Spindle Fastener: DSF）を開発し，それを部材接合部に実装することであり，①皿型形状を両端に有する超高耐久性メカニカルファスナーの開発，②試作ファスナーおよびそれによる摩擦接合継手の耐荷性・防食性・疲労耐久性の評価，③超高耐久性メカニカルファスナーの実構造への適用，のこれら3つの課題を解決することで達成される．
DSFはファスナー内部にねじ部を有しており，呼び径よりも有効径が小さい構造となる．そのため，F8T-M22高力ボルトと同等の締結性能を確保するには引張強度が1400 MPaを超える高強度材料が必要であり，ねじ部の応力集中の改善が求められる．2021年度までの数値解析から，ねじ部の開き角度は55-60°，皿型ナットは貫通式であると決定し，DSFを高力皿型ボルトと高力皿型ナットで構成することとした．2022年度は，DSFの試作品を製作し，引張試験，締付け試験，及び摩擦接合継手のすべり試験を実施した．DSFの締付けでは，トルク係数よりも回転係数（軸力―回転角関係の傾き）が安定しており，回転角法での軸力管理を推奨することを示した．また，DSF摩擦接合継手のすべり試験では，接合面の接触圧が均等に分布し，母板と連結版の離間が生じないため，すべり係数が高力ボルトと同等であることが確認した．2023年は，DSFのせん断特性を検討するために，遊びねじ長さと締結長をパラメータとしたせん断試験を実施した．その結果，DSFは，締結長が長くなるほどせん断耐力が向上することがわかった．研究当初のDSFは，薄板構造を対象にしていたが，長尺する方がせん断の耐力が向上するため，厚板部材の連結にも適用できる可能性を示した．
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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