接着・接合応力の発生メカニズムと強度評価技術

第1部 異種材料接着・接合の応力発生メカニズムと接着強度の評価

(2022年6月27日 10:30〜12:00)

　自動車産業、航空・宇宙産業、エネルギー産業や身近な家電製品など、さまざまな分野で使用される高強度の接着剤 (エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤) や、高耐熱性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°C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
   1. 試験法規格
   2. 試験方法による比較と結果の取り扱いに関する注意ポイント
5. 強度設計のために知っておきたい応力発生メカニズム
   1. 接着継手の力学的評価に欠かせない情報は何か
   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 異材接合材料の強度と破壊様式およびその解析事例

(2022年6月27日 13:00〜14:30)

　異材接合材料では界面結合力のみならず接合界面周辺の力学的特性を把握することが重要となる。本講演では、異材接合界面端部近傍の力学的パラメータに基づく強度評価について解説する.セラミックを含んだ異材接合体強度の高度化手法や界面の信頼性評価に関する研究事例を紹介する。

1. はじめに
   1. 異材接合界面端近傍における力学的問題点
   2. 異材接合界面端近傍の力学的特性評価
   3. 異材接合構造の設計への展開
2. 異材接合界面端部の力学的特性
   1. 異材接合体の力学的モデルと理論熱弾性解析
   2. 接合界面端における特異場パラメータ
3. 異材接合体の引張強度と破壊様式
   1. セラミックス/金属接合体の破壊様式の解析
   2. セラミックス/金属接合体強度および破壊様式に及ぼす界面端形状の影響
4. 界面端近傍の残留応力の解析
   1. 解析モデルの妥当性と解析解
5. 異材接合体強度の高度化手法
   1. 応力特異性指数に基づく異材接合体強度の高度化
6. まとめと今後の展開
• 質疑応答

第3部 異種材料の有限要素法を用いた応力解析、シミュレーションと強度評価

(2022年6月27日 14:45〜16:45)

• 種々の異材接合継手の強度は接着界面の平均応力では表現できない。
• 接着界面端部に生じる特異応力場の強さISSFとISSFを用いて接着強度を評価できることを示す。
• ISSFを正確に求めるための考え方や簡単な計算方法を示す。
• 従来の接着強度評価法では接着剤固有の強度を合理的に評価できない。
• 重ね合わせ継手試験 (SLJ) と二重重ね合わせ継手試験 (DLJ) を用いて得られる強度は異なる。
• SLJとDLJを用いて得られる強度は異なることは、ISSFの観点から説明できる。
• 上述の観点から、同時にSLJの強度をDLJの強度に等しくするための条件を示すことができる。
• 試験片の3次元的な形状を有することの影響を明らかにし、2次元解析の妥当性を示す。

1. 接着界面に生じる応力分布
2. 従来の方法における接着強度評価の問題点
3. 材料の組み合わせの影響
4. 接着界面端部に生じる特異応力場
5. 接着界面端部に生じる特異応力場ISSFの解析方法 (ISSF=Intensity of Singular Stress Field)
6. 接着強度が特異応力場ISSF=一定で表現できること
7. 特異応力場による強度評価法について
8. 試験片の3次元形状の影響
9. 2次元解析の妥当性
10. 接着層の厚さとISSFの関係
11. 単純重ね合わせ接手の接着界面端部に生じる特異応力場
12. 単純重ね合わせ接手の接着強度が特異応力場ISSF=一定で表現できること
13. 単純重ね合わせ接手の曲げ効果の評価について
14. 従来の方法における接着強度評価の問題点
15. 理想的な接着強度評価試験方法
• 質疑応答