構造型高強度リベットは、予圧力の安定性、防緩み性能の優秀さ、疲労および遅延破壊抵抗能力の高さなどの利点を持ち、現在風力タワー環状フランジ接続に使用されている高強度ボルトに代わることが期待されているが、そのフランジ内での疲労性能は関連研究により検証が必要である。構造型高強度リベットを用いた環状フランジ接続に対して、対照的なモデル疲労試験および精密な数値解析を実施し、その疲労特性と劣化機構を探求した。環状フランジの荷重伝達特性に基づき、静的引張試験を基に、高強度ボルトおよび高強度リベット各6個ずつ計12個のモデル試験片の疲労試験を行った；局所ひずみを基にしたSWT疲労評価法と組み合わせて、多尺度詳細有限要素解析を実施した。結果は、両種試験片の疲労破壊が第一山目ねじ部に多く見られることを示した；200万サイクルの荷重繰返し下で、高強度リベット試験片の平均等価疲労強度は68.9MPaであり、高強度ボルトの52.1MPaに比べ約32.2％向上していた；高強度リベットとスリーブ間のねじ山がより緩やかで、内外ねじ山間の接触面積が大きいため、ねじ根の応力集中を効果的に低減し、疲労性能を向上させた。構造型高強度リベットを用いた環状フランジ接続の疲労設計において、リベットの疲労強度等級はFAT 56とし、指数定数m=3を採用できる。

風力タワー; 環状フランジ接続; 構造型高強度リベット; 高強度ボルト; 疲労性能; モデル試験; 数値解析