接着接合応力の発生メカニズム、対策と評価解析手法

第1部 異種材料接着・接合の応力発生メカニズム

(2018年6月21日 10:00〜11:30)

　樹脂系の接着剤 (エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤) や、セラミック系接着剤を用いて金属を接着した場合に生じる応力分布について、解析のみならず、実験結果も含め、強度設計の立場から力学的な諸問題をわかりやすく解説します。

1. 接着に関わる諸因子
   1. 温度の影響 ～常温から1000℃まで使える接着は可能か～
   2. 金属の種類による接着性の違い ～つけたいものは何でできている?～
2. 樹脂 – 金属の接着のメカニズム
   1. どのように剥がれるのか。
   2. どうすれば剥がれにくくなるのか。
3. 接着にかかわる表面、界面
   1. 接着接合部の破壊形態の種類
   2. 接着接合部の表面と破断面の微視的観察
4. 接着強度の試験法
5. 強度設計のための応力解析のポイント
   1. 接着継手の力学的評価
   2. 応力解析に必要な物性値の測定技術
   3. 応力解析の手法と具体例
   4. 壊れないための強度設計法と応用事例
• 質疑応答

第2部 樹脂 – 金属接着の制御と接着トラブル対策

(2018年6月21日 12:10〜13:40)

　近年、生産のグローバル化が加速する中、材料、部品、設備のばらつきにより、ものづくり品質を確保することがますます難しくなってきています。 　接着・接合は、ものづくり工程の中で付加価値を生み出す工程であるものの、コントロールが難しく依然としてトラブルが多い工程です。 　本講座では、接着剤の開発、接着工程の開発、さらには海外の現場への技術定着業務の経験を通じて得た、材料開発者の視点、商品設計者の視点、工程設計者の視点、現場監督者の視点から、接着品質を確保する方法を説明します。顧客のニーズを把握したい材料開発者の方、接着剤を基礎から知りたい商品設計者の方、現場で接着品質を確保するためのポイントを知りたい工程設計者、製造現場の方に有用な内容です。

1. 接着の基礎
   1. 接着のメカニズム
   2. 接着に必要な条件
2. 接着剤の種類と特徴、注意ポイント
3. 接着の制御方法
   1. 被着体前処理のポイント
   2. 塗布工程の制御ポイント
   3. 硬化工程の制御ポイント
4. 接着のトラブルと対策法
   1. 商品設計におけるトラブルと対策法
   2. 製造工程におけるトラブルと対策法
• 質疑応答

第3部 異種材料接着・接合界面における応力発生とその評価・解析手法

(2018年6月21日 13:50〜15:20)

　繰返し負荷に対する接着強度を評価する方法は、いまだ確立されていないと思われます。 　本講座では、はく離を安定的に進展させる新たな試験法について解説します。 　また、はく離に沿って計測した変位分布から、はく離発生以前に接着界面に生じていた残留応力を評価するとともに、今後のはく離成長挙動を予測する方法について説明します。

1. AE法を用いた接合界面の疲労はく離特性評価
   1. 金属/樹脂の繰返し負荷に対する接着強度を評価する新しい試験法
   2. AE (Acoustic Emission) 法を用いた疲労はく離発生及び成長の非破壊的な診断法
   3. 静的負荷に対する接着強度と繰返し負荷に対する接着強度の比較
2. 不連続変位分布に基づく界面強度評価
   1. 画像相関法を用いた剥離に沿う不連続変位 (開口量及び相対すべり量) 分布の計測
   2. はく離以前に接着界面に発生していた応力 (残留応力) の評価
   3. はく離前方部分の接着強度低下を評価し、今後のはく離成長を予測する方法
3. 放射光による結晶性樹脂の残留応力評価
   1. 放射光による金属/樹脂接着界面の残留応力評価
   2. 透過放射光による内部界面の接着強度評価
• 質疑応答

第4部 接着・接合部の力学特性評価手法

(2018年6月21日 15:30〜17:00)

　構造物は、1つの部材で構成されることはほぼない。適切な部位に適切な材料・形状を配置し、接合により構造を構成する。接合技術では、軽量化が可能な接着接合が有効である。接着剤を用いた構造物の接着部においても力学特性評価が重要である。接着継ぎ手の強度を測定する方法として重ね合わせ継ぎ手が通常用いられる。重ね合わせ継ぎ手では接着端部で集中したはく離やせん断負荷が作業し、接着継ぎ手の破壊基準はこのはく離応力やせん断応力となる。一方、接着継ぎ手では破壊力学的手法を用いた破壊基準も非常に重要である。 　本講演では、接着継ぎ手の静的および疲労荷重下での力学特性評価について述べる。

1. はじめに (背景)
2. 耐熱ポリイミド系接着剤での力学特性評価
   1. 材料・試験片
   2. 試験結果
   3. 破面性状
   4. FEM解析
3. アクリル系接着剤での力学特性評価
   1. 材料力学的評価
      1. 材料
      2. 接着引張せん断試験 (静的)
      3. 接着引張せん断試験 (疲労)
      4. 破面性状
   2. 破壊力学的評価
      1. モードI荷重下の静的・疲労き裂進展特性
      2. 破面性状
      3. モードII荷重下の静的・疲労き裂進展特性
      4. 破面性状
      5. 強度予測等に関する考え方
4. おわりに
• 質疑応答