高力ボルト摩擦接合継手のすべり耐力改善に向けたエラストマーシートの機械的性質検討

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2022年度は，既に実施していたエラストマーシートを挿入した高力ボルト摩擦接合継手のすべり試験を対象とした，簡易的な有限要素解析の詳細検討を実施した．これは，既往研究で実施された引張試験の再現解析であり，解析に用いたエラストマーシートの各種物性値はメーカーの製品カタログから得られた参考値である．解析によって継手のすべり荷重を算出し，積層構造におけるせん断応力の算出式から導かれるすべり荷重の推定値との比較を実施した．既往の研究では簡易的な解析のため，継手のボルト孔を省略した解析モデルを用いた解析を実施しており，継手のすべり荷重は解析値と推定値で概ね一致することが確認された．一方，今回実施したボルト孔を考慮した解析では，解析値が推定値を12%程度下回る結果となり，推定値からすべり耐力評価すると過大評価となることが確認できた．また，想定しているエラストマーシートを用いて従来の継手と同等のすべり耐力を発揮するには，0.16～0.18mmのシート厚さが要求されることが分かった．この厚さは既往研究で使用した1mmと比較しても非常に薄く，製品として作成するには困難だと考えられる．しかし，これらの解析では，エラストマーシートの正確な物性値を使用しておらず，鋼板とエラストマーシートは境界面ですべらないことを前提としているため，実際の試験結果を十分に再現できているとは言い難く，更なる検討が必要である．