引張衝撃荷重を受けるプラスチック製ボルトの強度設計法

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1.引張衝撃荷重によってプラスチックボルトに発生する最大軸力に関しては、初期締付け力Fo=0で被締結体が剛体とみなせる条件での試験結果(これを標識試験と呼ぶ)から、実際のボルト締結体を構成している場合の特性を予測する方法を検討し、以下の結果を得た。(1)発生する最大軸力については、初期締付け力の影響が支配的であるのに対し、被締結体の圧縮ばね定数の影響はかなり小さい。(2)衝撃エネルギによる最大軸力が衝撃耐力の範囲内であれば、標準試験の結果に計算による補正を行うことによって、任意の初期締付け力や衝撃エネルギの下での最大軸力を予測することができる。(3)上記(2)の予測方法は、プラスチックボルトと同程度以上の縦弾性係数をもつ平板を締付ける場合には、ボルトの呼び径や締付け長さの異なるボルト締結体の予測にも適用することができる。2.プラスチックボルトの大きな変形能を応用して、エネルギ吸収能の優れたボルト締結体の設計を検討した。すなわち、許容し得るエネルギの大きな締結体として被締結体にプラスチック製薄肉円筒を用いたType1とOリングを用いたType2を考案し、これらの吸収エネルギが最大となる締付け力(最適締付け力)について検討し、以下の結果を得た。(1)Type2のボルト締結体は、接合面に必要な残留面圧が低い範囲で、大きなエネルギを吸収することができる。(2)エネルギ吸収能は、必要な残留面圧のある一定値を限界にして、Type1の方が有利になる。(3)上記の両タイプのボルト締結体の最適締付け力は、提案した簡易な計算方法によって、かなり精度良く予測することが可能である。