接着継手の破壊靭性値に与える接着剤層厚さの影響とそのメカニズムについて

抄録

　接着剤厚みが接着継手の破壊靭性値にあたえる影響についての研究は少なくないが，そのメカニズムはいまだ明らかとは言えない。本研究では，様々な厚みの接着継手中のき裂先端付近の損傷域を光学顕微鏡を用いて観察した。0.7mmよりも薄い接着継手において，界面損傷域が観察された。特に最大の破壊靭性値を示した0.3mmの接着剤層厚みの場合は，大規模な界面損傷域が接着剤層中に観察された。このことより，界面損傷域の応力遮蔽効果がこの接着継手の破壊靭性値を上昇させているものと推定された。接着継手中のき裂先端近傍の損傷を有限要素法にGursonモデルを適用して解析したが，その結果は薄い接着剤層ほど応力と損傷が大きくなるというものであった。このことは，接着剤層が薄くなると単調に破壊靭性値が減少するということを示す。そこで，接着剤層と被着材の界面に人工的な損傷を導入して，有限要素法解析を行ってみた。その結果，約0.3mmの接着剤層厚さで最大の破壊靭性値を示し，界面損傷域の応力遮蔽効果を裏付けるものとなった。