JP3724715B2 - Bonding strength measurement method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は接合強度測定方法に関し、より詳細には、二つの部材を重ね合わせ、鑞付けや溶接若しくは接着剤を用いて接合した接合面のせん断方向の接合強度を正確に測定するための接合強度測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
平板状の二つの試験片を重ね合わせて接合した接合面のせん断方向の接合強度を測定するために従来用いられていた方法を図2(a)に示す。この図に示すように、試験片21と試験片22とはその一端から一定の範囲で重ね合わされており、その重ね合わせ部分が鑞付けや溶接若しくは接着剤などにより接合されている。なお、Bは接合面、F、F’は引張荷重を作用する様子を表したものである。
【0003】
この図2に示す従来の測定方法では、平板状の二つの試験片を各他端部における面のほぼ中央に引張荷重F、F’を加え接合面にせん断力を作用させ、接合面がせん断したときの引張荷重を測定することによって、接合面の接合強度を測定していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の二つの試験片を重ね合わせて接合したタイプの従来の接合強度測定方法では、F、F’の作用軸が一致せず、FとF’との高さ方向のズレH(図2(b)参照)に比例したモーメントが生じる。そのため、せん断時の引張荷重F(=F’)の大きさを測定しただけでは、それを接合面の正確な接合強度とすることはできなかった。
【0005】
すなわち、引張荷重F、F’の作用軸が一致せずモーメントが試験片21、22に作用すると、試験片に図2(c)に示すような反りが生じ、加えた引張荷重の全てがせん断方向に作用しないこととなる結果、せん断時の引張荷重の大きさを測定してもそれそのまま接合強度とすることはできなかった。
【0006】
そこで、従来の方法ではせん断時の引張荷重の測定値に補正項を用いた補正計算を行い、間接的にせん断方向の接合強度を求めていた。
【0007】
また、試験片が曲げに弱く、かつ低延性(脆性)の金属等である場合で、試験片が強力に接合されているときには、接合面がせん断する前に試験片自体が曲げ(反り)によって破断してしまうようなこともあった。
【0008】
本発明は、接合面に作用させる引張荷重の作用軸を一致させることにより、補正項を用いて間接的に接合面のせん断方向の接合強度を測定するのではなく、せん断時の引張荷重をそのまま接合強度として採用することができる接合強度測定方法を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の接合強度測定方法は、平板状のベース材(2、2’)と薄い平板状の連結材(4)の一部を重ね合わせて接合した接合面(B)のせん断方向の接合強度を測定するための接合強度測定方法であって、二枚のベース材をその上面(8)を面一として対向して位置決めし、その上面に連結材を掛け渡してベース材と連結材とを接合した上で、二枚のベース材に引張荷重(F、F’)を加えることにより接合面にせん断力を作用させ、ベース材が連結材からせん断されるときの引張荷重を測定し、
前記薄い平板状の連結材(4)の上面には補強材(12)を接合してあり、
前記補強材(12)は、引張荷重を加える引張方向に対し平行に立設されており、引張荷重を加えた時に連結材に反りがほとんど生じないようにする厚みを、連結材の上面と垂直な方向に有するフランジ状の厚板(14)である、ことを特徴とするものである。
【0010】
本発明の接合強度測定方法によれば、引張荷重(F、F’)の作用軸を一致させることができるので、ベース材(2、2’)および連結材(4)にほとんど反りを生じることなく、せん断時の引張荷重の測定値をそのまま接合強度として採用することができる。なお、作用反作用の法則によりFとF’とはその作用方向を反対とし、その大きさを同じくする。
【0014】
ベース材に加える引張荷重と接合面に作用するせん断力とが完全に同一平面上にないときは、連結材には曲げモーメントが作用し、連結材に反りが生じ、これに伴い連結材と密着接合したベース材にも反りが生じる。ベース材が反ると、接合面にはせん断力と引張力とが作用することとなるため、接合面がせん断する時の引張荷重値をそのまま接合強度とすることができなくなる。そこで、連結材の上面に補強材を接合することによってこれを補強し、連結材の反りを抑制してやる。これにより、接合面のせん断時の引張荷重値をそのまま接合強度として採用することが可能となる。なお、補強材を接合する代わりに、連結材自体を厚くすることも連結材の反りを抑制する上で有効である。その意味で、本発明は連結材自体に薄い平板を用いた場合の測定方法を提供することにあるといえる。
【0016】
上記本発明では、連結材の上面にフランジ状の厚板を引張方向に対し平行に立設して取り付けるので、連結材に生じる反りを有効に抑制することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【0018】
以下、本発明の実施例を図1を参照して詳細に説明する。図1は本発明の接合強度測定方法の実施態様を表している。ここで、図1(a)は本接合強度測定方法の実施態様の斜視図、図1(b)はその側面図を表している。本実施態様では、接合面Bの接合強度を測定するものである。
【0019】
本発明の接合強度測定方法を実施するため、薄い短冊状の金属板からなる2枚のベース材2、2’が、その長手軸を一致させ短辺側の一端を対向した状態で平面台の上に一定の間隔を開けて位置決めして置かれている。ここでベース材2、2’は同じ厚さを有しており、したがって二枚のベース材はその上面を面一とする。
【0020】
また、ベース材2、2’の間には連結材4が掛け渡されており、ベース材2、2’と連結材4とは鑞付けによって接合されている。ベース材2、2’と連結材4との接合は、両ベース材の対向する一端から一定の範囲において行われており、ベース材2’と連結材4との接合面B’の面積は、ベース材2と連結材4との接合面Bの面積よりも大きく、ベース材2’と連結材4との接合はベース材2と連結材4との接合よりも強固に行われている。したがって接合面でせん断が起こる際には、ベース材2と連結材4との接合面Bで起こることとなる。
【0021】
ここで連結材4は、ベース材2、2’の短辺と同じ幅を有する矩形状の金属板(ベース材と同じ金属であっても良いし異なる金属であっても良い)からなり、その上面には、連結されたベース材の長手方向に平行に厚板14がフランジ状に2枚溶接されて立設している。
【0022】
ベース材2’の短辺側の他端は、固定壁にしっかりと固定され、ベース材2の短辺側の他端は、図示しない油圧シリンダ等からなる引張装置に備えられたロッドの先端のチャック機構によって挟まれている。ベース材2には、この引張装置によって長手方向水平の同一平面内で引張荷重Fが加えられる。
【0023】
ベース部2に引張荷重Fが加えられると、連結材4には曲げモーメントが作用するため、連結材は図1(c)に示すように下向きに凸の反りを生じようとする。しかしながら、連結材4の上面にはフランジ状の厚板14が溶接により接合されており、この厚板14が連結材4の反りを妨げる。そのため、実際には連結材4にはほとんど反りを生じることがなく、よって、これに密着接合したベース材2、2’にもほとんど反りが生じることはない。連結材4およびベース材2、2’の平面状態が保持されると、加えられた引張荷重Fのほぼ全てが接合面Bへのせん断力として作用する。このせん断力が接合強度を上回った時に接合面Bは破断することとなる。
【0024】
したがって本実施態様に示した接合強度測定方法によれば、破断時の引張荷重値をそのまま接合面の接合強度として採用することができる。
【0025】
また、ベース材2、2’がある程度の厚さを有する場合には、ベース材に加える引張荷重をベース材の上面8とほぼ同一平面内で作用させることが好ましい。
【0026】
すなわち、ベース材に加える引張荷重と接合面に作用するせん断力とをほぼ同一平面上とすることによって、連結材4に作用する曲げモーメントを減少させ、より正確に接合面のせん断方向の接合強度を測定することができる。
【0027】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、連結材に生じる反りを防止して、接合面に作用させる引張荷重の作用軸を一致させることによって、補正項を用いて間接的に接合面のせん断方向の接合強度を測定するのではなく、せん断時の引張荷重値をそのまません断方向の接合強度として採用することができる接合強度測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の接合強度測定方法の実施態様を表わす図である。
【図2】 従来の接合強度測定方法の実施態様を表わす図である。
【符号の説明】
2、2’ ベース材
4 連結材
8 上面
12 補強材
14 厚板
21、22 試験片
B、B’ 接合面
F、F’ 引張荷重
H ズレ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for measuring joint strength, and more specifically, joint strength for accurately measuring the joint strength in the shear direction of joint surfaces obtained by overlapping two members and joining them using brazing, welding, or an adhesive. It relates to a measurement method.
[0002]
[Prior art]
FIG. 2A shows a method conventionally used for measuring the joining strength in the shearing direction of the joining surface where two flat test pieces are joined together. As shown in this figure, the
[0003]
In the conventional measuring method shown in FIG. 2, two flat test pieces are subjected to a shear force on the joint surface by applying a tensile load F, F ′ to the center of the surface at each other end, and the joint surface is sheared. The joint strength of the joint surface was measured by measuring the tensile load at the time.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional bonding strength measurement method of the type in which two conventional test pieces are overlapped and bonded, the action axes of F and F ′ do not coincide with each other, and the deviation H in the height direction between F and F ′ (FIG. 2). A moment proportional to (b) is generated. Therefore, it has not been possible to obtain an accurate joint strength of the joint surface only by measuring the magnitude of the tensile load F (= F ′) during shearing.
[0005]
That is, when the acting axes of the tensile loads F and F ′ do not coincide with each other and the moment acts on the
[0006]
Therefore, in the conventional method, the correction calculation using the correction term is performed on the measured value of the tensile load at the time of shearing, and the joint strength in the shear direction is obtained indirectly.
[0007]
In addition, when the test piece is weak to bending and is a low ductility (brittle) metal or the like, and the test piece is strongly bonded, the test piece itself is bent (warped) before the joint surface is sheared. Sometimes it broke.
[0008]
The present invention does not indirectly measure the joint strength in the shear direction of the joint surface by using the correction term by matching the axis of action of the tensile load acting on the joint surface, but directly uses the tensile load during shearing as it is. The present invention provides a bonding strength measuring method that can be employed as the bonding strength.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The method for measuring the bonding strength of the present invention is the bonding strength in the shear direction of the bonding surface (B) in which a part of the flat plate-like base material (2, 2 ′) and the thin flat plate-like connecting material (4) are bonded together. Is a bonding strength measurement method for measuring a base material and a connecting material by positioning two base materials facing each other with the upper surface (8) being flush with each other, and linking the connecting material over the upper surface. After joining, a tensile force (F, F ′) is applied to the two base materials to apply a shearing force to the joint surface, and the tensile load when the base material is sheared from the connecting material is measured.
A reinforcing material (12) is bonded to the upper surface of the thin flat connecting material (4),
The reinforcing material (12) has a tensile are parallel to upright to pulling direction to apply a load, the thickness of the warp to the connecting member when applying a tensile load is so hardly, top and vertical connecting members It is the flange-shaped thick board (14) which has in a certain direction, It is characterized by the above-mentioned.
[0010]
According to the bonding strength measuring method of the present invention, since the action axes of the tensile loads (F, F ′) can be matched, the base material (2, 2 ′) and the connecting material (4) are almost warped. The measured value of the tensile load during shearing can be used as it is as the bonding strength. Note that F and F ′ have opposite directions of action and have the same size due to the law of action and reaction.
[0014]
When the tensile load applied to the base material and the shearing force acting on the joint surface are not completely on the same plane, a bending moment acts on the connecting material, causing warpage of the connecting material, and as a result, close contact with the connecting material. Warpage also occurs in the joined base material. When the base material is warped, a shearing force and a tensile force act on the joint surface, so that the tensile load value when the joint surface shears cannot be directly used as the joint strength. Then, this is reinforced by joining a reinforcing material to the upper surface of a connecting material, and the curvature of a connecting material is suppressed. Thereby, it becomes possible to employ | adopt the tensile load value at the time of the shearing of a joint surface as joining strength as it is. Note that, instead of joining the reinforcing material, increasing the thickness of the connecting material itself is also effective in suppressing warpage of the connecting material. In that sense, it can be said that the present invention provides a measuring method in the case where a thin flat plate is used for the connecting material itself.
[0016]
The present invention, since Fit takes erected parallel to the direction pulling the flange-like slab on the upper surface of the connecting member, it is possible to effectively suppress warpage generated in the coupling member.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[0018]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 shows an embodiment of the bonding strength measuring method of the present invention. Here, FIG. 1 (a) is a perspective view of an embodiment of the present bonding strength measuring method, and FIG. 1 (b) is a side view thereof. In this embodiment, the bonding strength of the bonding surface B is measured.
[0019]
In order to carry out the bonding strength measuring method of the present invention, two
[0020]
Further, a connecting material 4 is stretched between the
[0021]
Here, the connecting member 4 is made of a rectangular metal plate (may be the same metal as the base member or a different metal) having the same width as the short sides of the
[0022]
The other end on the short side of the
[0023]
When a tensile load F is applied to the
[0024]
Therefore, according to the bonding strength measuring method shown in the present embodiment, the tensile load value at the time of fracture can be directly adopted as the bonding strength of the bonding surface.
[0025]
Further, when the
[0026]
That is, by making the tensile load applied to the base material and the shearing force acting on the joint surface substantially on the same plane, the bending moment acting on the connecting material 4 is reduced, and the joint strength in the shear direction of the joint surface is more accurate. Can be measured.
[0027]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, the joint surface is sheared indirectly using a correction term by preventing the warpage occurring in the connecting material and matching the action axes of the tensile loads acting on the joint surface. Instead of measuring the bonding strength in the direction, it is possible to provide a method for measuring the bonding strength in which the tensile load value at the time of shearing can be directly adopted as the bonding strength in the shearing direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a bonding strength measuring method of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of a conventional method for measuring bonding strength.
[Explanation of symbols]
2, 2 'Base material 4
Claims (3)
前記薄い平板状の連結材(4)の上面には補強材(12)を接合してあり、
前記補強材(12)は、引張荷重を加える引張方向に対し平行に立設されており、引張荷重を加えた時に連結材に反りがほとんど生じないようにする厚みを、連結材の上面と垂直な方向に有するフランジ状の厚板(14)である、ことを特徴とする接合強度測定方法。Bonding strength measurement method for measuring the bonding strength in the shearing direction of the bonding surface (B) in which a part of the flat plate-like base material (2, 2 ') and the thin flat plate-like connecting material (4) are bonded together. The two base members are positioned so that the upper surfaces (8) thereof are flush with each other, the connecting members are stretched over the upper surfaces, and the base members and the connecting members are joined together. By applying a tensile load (F, F ′) to the material, a shear force is applied to the joint surface, and the tensile load when the base material is sheared from the connecting material is measured,
A reinforcing material (12) is bonded to the upper surface of the thin flat connecting material (4),
The reinforcing material (12) has a tensile are parallel to upright to pulling direction to apply a load, the thickness of the warp to the connecting member when applying a tensile load is so hardly, top and vertical connecting members It is the flange-shaped thick board (14) which has in a certain direction, The joining strength measuring method characterized by the above-mentioned.
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