せん断力、せん断応用力、せん断抵抗力について

質問

せん断力、せん断応用力、せん断抵抗力それぞれの意味、
計算式又は方程式を教えてください。

大学に行っていない素人ですが宜しくお願いします。

回答No.3

AoDoc · ベストアンサー

せん断を利用して物を切断する場合、その材料の断面積Aとせん断強さ(応力)τuが既知であれば、
P>τu・Aのせん断力Pを作用させればせん断で切断されることになります。
材料の強さについては次のURLをご覧下さい。
http://ms-laboratory.jp/strength/st_top.htm

回答No.4

AoDoc

刃がぶつからないハサミはせん断変形で切断しています。地震も断層のようにすべりが関係しますので、せん断変形です。

回答No.2

AoDoc

材料の変形は、力の方向に伸びるか圧縮されるか、または、材料をずらすような変形の2つになります。後者の変形を「せん断変形」と言います。図のように、作用線が異なる反対方向に荷重Pが作用するとある面を境に断面がずれる様なせん断変形が生じます。図は解りやすいように極端に書いてあります。荷重が材料のせん断強さを越えるとすべりが生じ、図のようになります。このような変形を起こす荷重Pを「せん断力」あるいは「せん断荷重」と言います。この値を断面積Aで割った値τ=P/Aを「せん断応力」と言います。単位面積当たりの荷重の大きさとなります。材料に外力が作用しますと、材料は抵抗します。外力と反対方向に同じ大きさの抵抗力が生じます。これを「せん断抵抗力」と言います。右側の図で矢印で示した方向がこの断面に生ずる抵抗力です。内力とも言います。抵抗力も限界があり、ある限界(材料のせん断に対する強さ)を超えると境界で局部的な破壊が生じ、すべりが生じます。

お礼

回答ありがとうございます。
図解も載せていただき大変参考になりました。

図解からハサミや地震も同じようなメカニズム
なのでしょうか？
物質を切断する際、先に切断する物質の「せん断抵抗力」を計算し
載せていただいたτ=P/Aで算出した「せん断応力」、「せん断力」と
比べて切断の可能性を導きだすのでしょうか？

やはり基礎的な勉強が必要だとわかりました。

回答No.1

大明神（@bathbadya）

ハサミで紙を切る作業をイメージしてください。
紙は、２枚の刃で上下にはさまれて、切られます。
これが、せん断という行為。

せん断力は刃先が紙に与えてる力。
なので、刃先が鋭くて力が一点に集中できるほうが切れ味が良い

せん断応用力は・・
えー、形あるものに重りを載せると圧縮応力がかかります。
で、その相手の形によって、圧縮応力が引っ張り応力ではたらいたり、せん断応力に変わったりします。
また、形によっては増幅されたりもします。

例えば４本足のテーブルを斜めから押してやると、足の手前側には圧縮応力。足の向こう側には引っ張り応力。足の付け根にはせんだん応力って感じです。

右側の足が丈夫なら、弱いほうに応力が集中するとか・・

計算式・・
単純な形状だとネット上でも出ていますが、普通は計算できるような形状は無いですね・・
　中央に穴の開いた帯状の板とか・・
　プレス加工のピアス加工の例とか・・
身近にあるような複雑な形状だと、
大型コンピューターを使って計算しても３割ぐらいは普通に誤差が出ます。

あと材料自体が45度の角度でザクツ（だったかな？）を起こすのもせん断の類だったように記憶してます。

お礼

大変わかりやすく教えていただきありがとうございます。
参考になりました。

　素人なので『計算式ってないの？』と簡単に
考えていましたが、たぶん材料の種類や大きさ、切断に
使用する材質なども関わってきて物凄い計算になるんですね。

時間を割いていただきありがとうございました。