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構造用接着接合体試験の基礎から耐久性評価のポイント

構造用接着接合体試験の基礎から耐久性評価のポイント

～自動車/航空機/家電などに使用される接着接合の基礎試験から耐久性の問題まで～
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開催日

  • 2023年3月17日(金) 10時00分 ～ 16時00分

修得知識

  • 接着接合体の強度評価の方法と注意点
  • 耐久性を保証するために検討すべき環境負荷とその評価方法
  • 接着継手の強度劣化のメカニズム

プログラム

　接着接合には軽量化,組み立ての容易さや応力集中の緩和など多くの利点があり、急速に普及が進んでいる。しかし人命を左右するような高信頼性が要求される構造物への適応は耐久性保証が難しくこの分野への普及を妨げている。
　本講座では接着接合部の劣化のメカニズムを検討し、それを正確に評価する方法を中心に解説している。そして最新の研究事例を紹介しながら、接着接合部の耐久性がどこまでわかっていて、何が課題として残っているのかについても言及する。それにより接着接合に対する深い認識を獲得していただきたい。

  1. なぜ接着接合なのか 【基礎編】
    1. 構造物軽量化の特効薬
    2. 異種材料接合での接着剤の役割
    3. 強度,形状などの自由度の高さ
    4. 静粛性
  2. 接着剤の種類と特徴
    1. 構造用接着剤とは
    2. 接着剤の分類の仕方 (成分系,硬化方法など)
    3. 代表的構造用接着剤:エポキシ系ウレタン系アクリル系シリコン系
  3. 被着体は表面処理が重要=種類と効果
  4. 接合強度試験片の種類
    1. 重ね合わせ剪断試験片;SLJ (Single Lap Joint) JIS 6850
    2. 層間破壊靭性試験片;DCB (Double Cantilever Beam) JIS K7086, ASTM D3433
    3. T形剥離試験片: T-Peel JIS6854
    4. くさび衝撃試験片;IWP (Impact Wedge Peel) JIS K6865
    5. 接着硬化材試験片;Bulk JIS K6878
  5. 強度評価試験に用いる試験片とその目的
    • 目的別試験片と試験方法をマトリックスで紹介
  6. 考慮すべき環境負荷 【実際の耐久性強度評価】
    (以下,エポキシ系接着剤とアルミニウム被着体の組み合わせ)
    1. 繰り返しひずみとその累積損傷;振動と寒暖
    2. 衝撃損傷
    3. 静的連続荷重 (クリープ)
    4. 温度と湿度 (水分)
    5. 大気中の酸,塩分
  7. SLJの引張試験の評価の注意点
    1. 剪断応力の求め方
    2. 曲げモーメントと応力集中に注意
    3. ふたつの強度:界面強度と接着剤強度
    4. 重ね合わせ部の残留応力
  8. LJの疲労試験;繰り返しひずみによる強度低下
    1. SN線図を求める試験
    2. 応力比が疲労強度に与える影響
    3. 試験周波数の決定の仕方
    4. 試験結果から読み取れること
  9. 水分による強度低下
    1. Bulkの吸水挙動と強度低下
    2. FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy:フーリエ変換赤外線分光法) による高分子材料の構造分析と強度
    3. LJとOpen face LJの試験方法
    4. 吸水~乾燥 繰り返しの効果
  10. DCB試験片を使用した測定
    1. エネルギー開放率G1C測定
    2. 亀裂進展速度da/dN測定

研究事例

  • 高温強度の正体,なぜ強度は温度に影響をうけるのか
  • 高分子材料 (接着硬化材) の広範囲速度依存性 (クリープから衝撃までの強度関連性)
  • 繰り返しひずみを受けた重ね合わせ継手の残存強度
  • 水分により強度劣化したDCB試験片のエネルギー解放率とき裂進展速度の関係
  • 質疑応答
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講師

  • 北條 恵司 氏
    国立研究開発法人 産業技術総合研究所 ナノ材料研究部門 接着界面グループ
    招聘研究員
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主催

サイエンス＆テクノロジー 株式会社
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