付加切欠き構造による界面端部微小き裂の二重特異応力場低減と接着強度の制御

使用附加缺口结构减少双奇异应力场并控制界面边缘微裂纹的粘合强度

• 批准号: 21K03818
• 负责人: 小田 和広
• 金额: $ 2.25万
• 依托单位: Oita University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03818/
• 关键词: 接着強度; 特異応力場; 切欠き; 二重特異性; 特異応力; 干渉効果; 接着接合; 界面き裂

本研究では，突合せ接着継手の界面近傍に円周切欠きを付与し，切欠き干渉効果によって界面端部特異場の強さの低減および接着強度の向上を目指している．２年目である本年は，JIS規格にあわせて試験片直径をφ15mmからφ12.5mmへ変更し，寸法効果について検討した．また，被着材をS45CからS35Cとし，接着面の粗さを制御した試験片を作製した．切欠き深さおよび接着層厚さを変更した接着試験片を作成し，引張試験により切欠き試験片の接着強度を測定した．その結果，接着層厚さが小さい範囲で，接着強度が切欠きなし試験片より向上する結果が得られた．また，接着層厚さによって接着強度が変化する傾向も，切欠き付与によって抑えることができることも示した．有限要素解析では，切欠きが深く，接着層厚さが薄い場合に大きく界面端部の特異応力が低下する傾向が得られ，切欠き付与によって接着端部の応力集中を大きく改善できることを示した．界面端部の特異応力場の比較のため，異なる形状の接着界面端部（重ね合せ継手）に微小なき裂を想定し，その応力拡大係数の解析を試みた．この結果，き裂長さが接着層厚さに対して相対的に小さい場合，その応力拡大係数は，き裂のない界面端部の特異応力場の強さによって決まることを示した（２重特異性）．このことは，切欠き付与とあわせて，界面端部形状まで工夫すれば，より接着強度の向上に資することができることを示唆している．また，接着剤の硬化の際の熱応力についても界面き裂の２重特異性について検討し，その結果は国際学術誌へ投稿し掲載された．

This study is based on the fact that the interface of the interface is close to the interface of the hand, and the interface of the hand is close to the interface. The intensity of the special field at the end of the interface is reduced, and the strength of the special field is increased. For the 2nd year, the test piece diameter of the JIS standard test piece is 15mm and 12.5mm, and the size effect is the same.また, the material is をS45C からS35C とし, and then the surface is rough さをcontrol した trial piece を した. The thickness of the layer should be changed according to the depth of the cut and the test piece should be made.その result, then the layer thickness さ が small さ い range 囲 で, and then the strength が cut owed き な し test 験 piece よ り upward す る results が ら れ た.また, then the layer thickness is さによって, then the strength is が剉化する Trend も, によって氩えることができることもshows した. Finite element analysis is too deep, and the thickness of the layer is too thin, so the specific energy at the interface end is too low.するTendency がget られ, cut owed きpay によって and then end の応 Strength concentration を大きく improve できることをshow した. Comparison of the special force field at the end of the interface, analysis of the different shapes and small cracks at the end of the interface (heavy hand), and analysis of the large coefficient of the force. As a result, when the crack length is small and the layer thickness is small, the crack force is a large coefficient. The special force field at the end of the cracked interface is strong and strong (double specificity). It's the end of the interface shape , よりThen the strength of the upward に子することができることをshows the instigation している.また, then the つのhardening of the interface の thermal 濜力 に つ い て も interface き cleavage の 2-fold specificity に つ い 検 discussion し, そ の results は International Academic Journal へ Submission し掲 published さ れ た.

项目成果

重ね合わせ接着継手の端部特異応力場に対する切欠きの影響

缺口对搭接粘接接头端部奇异应力场的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Taga Daiki;Iba Daisuke;Bui Huy Kien;Tsutsui Yusuke;Miura Nanako;Iizuka Takashi;Masuda Arata;Moriwaki Ichiro;小田和広・岡本直幸・川村茉由・西野恭輔・堤 紀子;入江知直・平塚 匡・小田和広・堤 紀子
• 通讯作者: 入江知直・平塚 匡・小田和広・堤 紀子

界面き裂モデルによる接着端部特異場の評価と付加切欠きによる接着強度の向上

使用界面裂纹模型评估粘合端的奇异场并通过添加凹口提高粘合强度

• 发表时间: 2023
• 作者: 山﨑 大輔;射場 大輔;塩田 篤;植田 昌蔵;大久保 光;森脇 一郎;小田和広・西野恭輔・竹尾真理華・堤 紀子;塩田篤，射場大輔，植田昌蔵，森脇一郎，大久保光;小田和広
• 通讯作者: 小田和広

(1)Thermal stress intensity 1 factor of an edge interface crack under arbitrary material combination considering double singular stress fields before and after cracking

(1)考虑开裂前后双奇异应力场的任意材料组合下边缘界面裂纹的热应力强度1因子

• DOI: 10.1007/s00707-023-03531-4
• 发表时间: 2023
• 期刊: Acta Mechanica
• 影响因子: 2.7
• 作者: Kazuhiro ODA;Takayuki SHINMOTO and Nao-Aki NODA
• 通讯作者: Takayuki SHINMOTO and Nao-Aki NODA

Stress intensity factors of interface crack associated with two singular stress fields at the edge of lap joint

搭接边缘两个奇异应力场引起的界面裂纹应力强度因子

• 发表时间: 2023
• 作者: K. Oda;T. Hiratsuka;N. Tsutsumi
• 通讯作者: N. Tsutsumi

切欠きによる接着丸棒の特異応力場の低減

通过缺口减小粘合圆钢奇异应力场

• 发表时间: 2021
• 作者: 多賀 大希;射場 大輔;Bui Kien;大久保 光;三浦 奈々子;飯塚 高志;増田 新;森脇 一郎;小田和広・岡本直幸・川村茉由・西野恭輔・堤 紀子
• 通讯作者: 小田和広・岡本直幸・川村茉由・西野恭輔・堤 紀子