荷重伝達係数とは?

油圧式ボルトテンショナーを使ってボルトに正確な軸力を発生させる時、荷重伝達係数を含むいくつかの重要な点を考慮する必要があります。非常に重要なポイントとしては、起こり得る荷重のロスを飲み込んで必要軸力を得るために、その締結部の必要軸力以上の荷重を発生させられる工具を選定することが挙げられます。

油圧式ボルトテンショナーを使ってボルトに正確な軸力を発生させる時、荷重伝達係数を含むいくつかの重要な点を考慮する必要があります。非常に重要なポイントとしては、起こり得る荷重のロスを飲み込んで必要軸力を得るために、その締結部の必要軸力以上の荷重を発生させられる工具を選定することが挙げられます。

ボルトに伝わる荷重には、局所的な降伏や締結体の変形、形状の不均衡等の要因により損失が発生してしまいます。ですが、被締結材とボルトの剛性差が、締結体に発生する荷重損失全体に影響を与え得ることを確認することは可能です。理論上は、締結体に起こる荷重損失は、主にボルト径や締結長さに基づく変動係数を用いて算出できますが、この計算によって求められる値は荷重伝達係数(LTF/Load Transfer Factor)として広く知られています。この荷重伝達係数を必要軸力で乗算することで、理論上の荷重損失量を飲み込んだ上で必要軸力を得るため、どの程度の力が必要かを算出する理論比を導き出すことができます。

実際に適用すべき荷重=必要軸力×荷重伝達係数

この荷重伝達係数は、工具の設計時にも工具選定時にも、非常に重要です。その工具を使用して適用できる最大荷重は、最低でもボルトに適用する荷重とイコールである必要があります。しかし多くの場合、その工具で適用できる最大荷重は、適用すべき荷重以上のものです。適用する荷重が設計基準の許容範囲に収まるようにするためには、ボルト締結体に発生する応力を総合的に熟慮する必要があります。加えて、荷重伝達係数による計算を行うことで、ボルトに伝達する荷重や締結体設計、使用するボルトテンショナーの設計までを変更する必要性が生じることもあります。

また、荷重伝達係数は理論値であり、締結体において実際に発生する荷重損失の正確な値を求めるためのものではないということも、認識しておくべき大切なことです。とは言え荷重伝達係数によって、荷重を加えられるボルトやその設計時に、締結体における物理的損失を見積もることは可能です。ボルトの荷重(軸力)を正確に測定するには、デジタル・インジケーターや、ボルタイトのエコメーター等の超音波軸力計によるボルトの伸び量測定が有効です。

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