曲げ荷重を受けている軸が回転するときに受ける抵抗力の求め方

質問

例えば列車の車軸などは、車重を受けて曲がったまま無理やり回転させられることで軸自体が回転抵抗を生んで、列車の走行抵抗の一部になっていると思います（この抵抗は殆ど無視できると思いますが）
軸内外の摩擦や粘性や軸自体の自重も考えない場合、回転抵抗の計算は荷重とヤング率と軸形状のみから求める事が出来ると考えているのですが、実際に計算で求めるにはどうすればよいのでしょうか？

回答No.1

LCR707 · ベストアンサー

曲げ荷重を受けている軸のたわみは、軸形状、軸の材質、支持方法、荷重分布によって決まると思いますが、軸の微小部分について見ると、軸が１回転するたびに、圧縮伸張の繰り返し荷重を受けます。横軸に荷重、縦軸に変位を取ったグラフで見ると、材質が非弾性変形をする場合、圧縮伸張の経路が行きと帰りで同じ道を通らないという、ヒステリシスを持ちます。このヒステリシスで囲まれた面積が機械損失となり、軸を加熱させると同時に軸の回転抵抗となって現れます。この微小部分の機械損失エネルギーを、軸の半径方向と軸方向に積分すれば、全体の回転抵抗が求まると思います。

お礼

ありがとうございます。どうやら電卓で簡単に求まるレベルの話ではなさそうですね。ヒステリシスという取っ掛かりを頂きましたのでこれでもう少し調べてみます。