2020 Fiscal Year Final Research Report
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
| Project/Area Number |
20H00912
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
2140:Mechanics of materials, production engineering, design engineering, fluid engineering, thermal engineering, mechanical dynamics, robotics, and related fields
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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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
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 –
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| Keywords | Bolt-nut connection / Pitch difference / Prevailing torque |
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| 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。
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| Free Research Field |
材料力学
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| 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。
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