高力ボルトによる摩擦接合において、ボルト孔周辺の隙間を埋めると、何かメリットはありますか？

構造力学等に詳しい方にお聞きします。
高力ボルトによる鉄製の母材同士の摩擦接合において、ボルトとボルト孔との間の隙間を埋める、アルミ製のカラーが商品としてあるのですが、
発売当初は「ボルト孔周辺に隙間があるせいで、外力を受けるたびに（母材間に）ズレが生じるので、それを抑制して剛性アップさせる商品」だと謳っていましたが、さすがにどこからか指摘されたのか、今は「密着させて隙間をなくし、接触面積を増やすことで、剛性アップさせる」と謳っています。
ボルト孔周辺の隙間にアルミパーツが入り込むことで、果たして何らかの意味があるのでしょうか？

No.2 ベストアンサー 回答者： han-ka-2 回答日時： 2024/01/15 09:06

力学的な原理原則からすると，その製品は疑問ではないですか？　摩擦は接触面積が大事でしたか？　設計でもボルトへの軸力が最重要要素です。

物理学でも面積のことは一切出てきませんね。現実的に，摩擦係数が接触面積の関数なら考慮する必要はあると思いますが，実際設計時の摩擦係数はそういう定義じゃない。また接触面積を増やして「剛性」を！？　なぜ剛性？　さらに現実をよく知っている技術者なら誰もが知っていますが，面接触なんかしていません。ほぼ点接触の集合でしか摩擦力は伝達していない。それを設計時には十分な摩擦が得られると想定しているだけなんですがねぇ。

この回答へのお礼

いくら私が説明しても、友人がこの製品を信じて疑わないので、もっと詳しい方にお聞きしようかと思い、質問しました。
現実的には点接触の集合なんですね。
どうもありがとうございました。

お礼日時：2024/01/15 11:21

No.1 回答者： mimon01 回答日時： 2024/01/14 20:11

何の意味もありません。

鋼とアルミニウム合金とでは、ヤング率が全然違いますから隙間を埋めても、役に立ちません。
構造力学まで使わなくても、材料力学程度の簡単な計算をしたら、明らかになります。
ボルトやナットのゆるみ止めの為には、スリーブのような物ではなく、座面の平滑さとボルトの垂直度によって、接触面積を大きく取る事が重要です。
あとは、ボルトの自由長を長く取って、締め付けた時の弾性で構造物を押さえ込むように設計すれば良いでしょう。
それを阻害するスリーブなんて、百害あって一利なしです。

この回答へのお礼

なるほど、材料力学で説明できますね。
どうもありがとうございました。

お礼日時：2024/01/15 11:17