曲げモーメントを受ける層内に円形弾性充填物を有する突合せ接着継手の二次元応力解析

抄録

本研究は曲げモーメントを受ける層内に円形弾性充填物を有する突合せ接着継手の二次元応力解析法を示した。理論的には被着体と円形弾性体の充填物を含む接着層を有限長帯板に置き換え，二次元弾性論と反復法を用いた。この解析法に基づき充填物の縦弾性係数，位置や数が接着層境界及び充填物周縁の応力分布に及ぼす影響を調べた。充填物の縦弾性係数が大きいほど，充填物が接着界面端部に近いほど，充填物の数が多いほど，継手の強度が向上することが推測された。この特性は引っ張り荷重を受ける場合と同様であることが示された。ひずみ測定実験及び二次元および三次元有限要素解析を行い，本解析結果とひずみ測定実験結果及び二次元有限要素解析と比較し，両者はかなりよく一致することを示した。三次元有限要素解析の内部の応力分布と本解析結果はかなりよく一致したが継手の表面での応力分布に特異性に基づく差異がみられた。充填物を有する継手の破壊試験を行い，充填物を添加することにより継手の強度が向上することを示した。