JAXA Repository / AIREX 未来へ続く、宙(そら)への英知
64965000.pdf651.37 kB
Other TitleTensile strength of a threaded screw hole in plain woven carbon fiber/ epoxy composite laminates (CFRP)
Author(jpn)小笠原, 俊夫; 吉村, 彰記; 紙田, 徹
Author(eng)Ogasawara, Toshio; Yoshimura, Akinori; Kamita, Toru
Author Affiliation(jpn)宇宙航空研究開発機構研究開発本部複合材グループ; 宇宙航空研究開発機構研究開発本部複合材グループ; 宇宙航空研究開発機構宇宙輸送ミッション本部宇宙輸送系要素技術研究開発センター
Author Affiliation(eng)Advanced Composite Group, Aerospace Research and Development Directorate, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA); Advanced Composite Group, Aerospace Research and Development Directorate, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA); Space Transportation Subsystem Research and Development Center, Space Transportation Mission Directorate, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)
Issue Date2011-06-30
PublisherJapan Aerospace Exploration Agency (JAXA)
Publication titleJAXA research and development memorandum
Publication date2011-06-30
AbstractThe objective of this study is to obtain the design data of a through-thickness-threaded-hole in a plain-woven carbon fiber/ epoxy composite laminate (CFRP). Tensile tests of bolted joint specimens with stainless steel bolts were carried out at room temperature. The screw size was M6×1, M8×1.25, and M10×1.5, and the screw depth was in range of 6-12 mm. Both a directly threaded hole and a coil thread insert hole were evaluated. As results, the tensile strength of threaded hole was almost identical to the estimated values using the out-of-plane shear strength of the CFRP. The joint separation load was calculated using a conventional bolted joint theory, and the best fit coefficient of friction was 0.19. No residual deformation was observed under tension-tension cyclic load when the maximum load was lower than the separation load. This result suggests that the joint may be applicable under the loading condition.
平織CFRP積層板に加工されたネジ穴(メネジ)の引張り強度データを取得することを目的として、CFRPネジ穴とステンレス製ボルトから構成される締結体に対する引張り試験を行った。ネジのサイズは、M6×1, M8×1.25, M10×1.5の3種類、ネジ深さは6-12mmである。CFRPに直接ネジ穴加工したものに加え、いわゆるインサート材を挿入したものについても評価を行った。その結果、メネジの破壊はCFRPの面外せん断破壊が支配的であることがわかった。また、ネジの破壊強度から推定されたCFRPの面外せん断強度は、イオシペスク面外せん断試験によって得られた値とほぼ一致した。締め付けトルクと軸力の関係を見積もったところ、ボルト座面における摩擦係数として0.19という値が得られた。また、繰返し引張り負荷を行った結果、締結体遊離荷重以下であればネジの緩みなどが生じないことが確認された。以上のことから、CFRP ネジ穴を用いた継ぎ手様式は、適切な締め付けトルクで管理された締結体遊離荷重以下で使用する限り、少なくとも引張り荷重下では大きな問題がないことがわかった。
DescriptionOriginal contains color illustrations
形態: カラー図版あり
KeywordsBolted joint; Tensile strength; Threaded screw hole; carbon fiber composites
Document TypeTechnical Report
JAXA Category研究開発資料
Report NoJAXA-RM-11-002

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