締切済み ※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:強度計算方法に関して) 強度計算方法に関して 2002/06/01 14:42 このQ&Aのポイント 構造物に勘合したシャフトの両端を拘束した状態で負荷をかけた際の破損は、曲げモードの引張りかせん断か破損部の距離が短い場合、せん断が妥当強度計算方法についての詳細はこちら 強度計算方法に関して 構造物に勘合したシャフトの両端を 拘束した状態で負荷をかけた際の破損は 単純に曲げモードの引張りでしょうか、それとも荷重点と破損部の 距離が短いということでせん断と考えるのが妥当でしょうか。 計算方法も教えてください。 http://www.iforce.co.jp/Cgi-bin/joyful.cgi 質問の原文を閉じる 質問の原文を表示する みんなの回答 (1) 専門家の回答 みんなの回答 noname#230359 2002/06/01 18:56 回答No.1 参考のURLを拝見。 抜止めピンの破損ですね。 シャフトの半径をRとしてモーメントによるせん断力をFsとすれば 30XF=RXFs が成立つのでは。 ピンの図示個所が破損したのは、シャフトと抜止めピンのはめあいが、解析対象物と抜止めピンのはめあいよりタイトなために、ゆるい方で破損したのでしょう。本来せん断破損するはずが、この場合ゆるい方に亀裂が、しかも力を受ける部分に走ります。直線状に亀裂が入るのは破壊した場合、図から推測できます。 両方ともタイトなはめあいの場合は、せん断破損します。 中心部に破損しているというのは、せん断で破損するべき力が緩みのある方向に逃げ、円周上最も負荷のかかる部分に現れたとみるべきです。 参考URL: http://www.de-products.co.jp/ 質問者 補足 2002/06/01 20:48 壊れたのは、ピンではなくて 本体です。 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 0 カテゴリ [技術者向] 製造業・ものづくり開発・設計機械設計 関連するQ&A はりのたわみ計算(両端支持はりの強度) 図面が添付出来ないので文章で構造を記載しますが、シャフト形状は荷重の掛かる(シャフトの長手方向に直角に荷重が掛かる)中心の径が20mmで巾が14mmで、その両端に長さがそれぞれ3.5mm、径は9mmで、更にその先の両端は9mm径で巾14mmの穴に両端で固定されています。荷重の掛かるシャフト長さの中心へ何キロまで荷重を掛けるとたわみが出るか知りたいです。シャフトの材質はSMCM415で硬度はHRC60です。 上記説明で不明であればアドレス教えて頂ければ、構造図を送付します。 梯子の強度計算 鉄骨の骨組計算の勉強をしようと思っています。 材料力学の基礎的なところは勉強しましたが、それを どう応用すればいいのかきっかけがつかめません。 例えば、鋼製梯子を製作するとした場合、どのような点 について強度計算するのでしょうか。(あえて強度計算 するとした場合) ・鋼製梯子は、垂直に立て、最下部はコンクリート基礎 に埋め込んである。 ・縦部材には、チャンネルを使用し、横桁には、アング ルを使用する。材質は、SS400とする。 ・それぞれの横桁は、縦部材に溶接されている。 ・その梯子を非常に重い人が利用すると仮定した場合 実際には、正確に荷重条件、構造を想定しなければいけないと思いますが、私の考えでは、 ・横桁の曲げ応力、せん断力を算出し、許容以下であ るか確認する。溶接だから、両端固定梁 ・縦材の圧縮応力について計算する。 この場合、自重、横桁をどう考えればいいのか。 ・溶接部の強度も確認したいがどうするのか。 すみ肉溶接とした場合、上記の最大せん断力にもつか どうかを検討すればいいのか。 ・座屈の検討をしたいが、どのようにするか。 検討項目、考え方について教えてください。 ・座屈の検討をしたいが、どのようにするか。 破断強度について(せん断ではなく引張?) 設備屋なのですが、既設設備が破損したため改造すべく既設が なぜ壊れたのか検討中です。 形状は添付の様なクレビス形状となっています。 構造は溶接ではなくCAC704の一体ものの削り出しです。 横荷重がかかるので、単純に考えるとせん断で破断するとなるのでしょうが、 添付の様に引きちぎられて破断してしまいました。 このような破断面となった場合、破断強度はせん断ではなく引張で考えれば いいのでしょうか? 穴位置を回転中心として、力のつり合いを考え破断面に引張荷重がかかったと 考える? それとも、せん断部の板厚が非常に厚いのに対し根元の板が薄いのと CAC701という粘っこい材料のため引きちぎられた? その際の計算の方法は? どなたか知見のある方?このような破断強度を示したホームページ等ご存知でしたら お教えください。 よろしくお願いします。 製造業のDX化は可能? ~図面管理とデータ活用の最適解~ OKWAVE コラム 偏心しているたわみ計算について質問です。 偏心しているたわみ計算について質問です。 両端固定の一点集中荷重 シャフト長さ:500mm シャフト径:φ25 荷重条件 シャフト中央にブロックを取り付け、 シャフト中心から100mmの所を、 シャフトと平行に5kNで押す。 ブロック厚みは□50mmです。 I← 5kN I ■=========I========■ この場合、シャフトにかかる荷重(横向き荷重から下向きへの変換)が いくらになるのか考え方に困っています。 力の分解や、曲げモーメント的な考え方なのでしょうか? ご教授お願いいたします。 強度計算について お世話になります。 しばらく強度計算関係をやっていなかったので、わからなくなってしまったので質問です。 両端固定梁において、 梁の中央に20kg(200N)の物体をぶら下げる場合 (クランプのようなものでぶら下げる構造と考えています) 梁の長さ:1,500mm 梁の材質:STKR400(降伏点 245N/mm2、引張強さ 400N/mm2) 断面形状:角パイプ(50mm×50mm 厚さ3.2mm) 断面係数:約8,788.7mm3 以上の条件で (1)梁中央にかかる力 (2)許容荷重とこの条件においてこの材料が使用できるか否か について教えてください。 自分で調べながらやってみましたがいまいち手順が分からなくなってしまいました。 梁の計算 梁の計算で中間で折れ曲がった梁の応力、たわみの計算方法あったら 教えて下さい。 両端支持の単純梁で等分布荷重、傾斜角度は5°程度です。 断面性能は同じ 構造計算で計算すると、水平梁とでは大分違う結果が出ます。 多少の角度がついたらラーメン又はトラス構造となるのでしょうか。 対衝撃荷重の強度設計 前回質問した内容が不十分なので、再開しました。 申し訳ございません マグネシウム合金のはりは両端支持のモデルにおいて、中央部に鉄の塊を落としても、折れないという設計したいです。座屈・変形してもOK 衝撃は一回きり 鉄は6.8㎏、落下高さは0.5mです。Gセンサーを貼り付けて、加速度と時間tから衝撃荷重を算出して、3ms間最大衝撃荷重4000Nの山状グラフでした。 自分の考え:マグネシウム合金は脆性材料なので、引張強度を超えたら、折れるとみなして、両端支持はりに4000N静荷重をかけ、はり外周の引張応力はせん断応力を超えないように肉厚したいと思います。 4000Nの静荷重で妥当ですか、一般は静荷重をして、動荷重知らない場合は式を用いて、動荷重を算出するが、今は動荷重と荷重時間がすでに分かっているので、一瞬の4000Nに対して、静荷重をどう設定すればよいか? 同じ4000Nでちょっとやりすぎた感じがある ぜひ皆さんの知恵を貸してください ほかの考え方もあれば、ぜひぜひ ボルトのJIS強度と、鋼構造設計基準強度について SS400のフランジ同士を締結するボルト(引 張り・せん断を受ける)を選定する上で(図面 に指示する上で)、強度を検討していて混乱してしまったので教えて下さい。 JISB1180を調べると、呼び径六角ボルト(こ の場合は並目ねじ)については部品等級(A,B, C)毎に呼び径dに応じた強度区分が規定されて います。 その上で、JISB1051を調べると、各強度区分に ついて最小引張荷重および保証荷重が規定されて います。 例えば、「呼び径六角ボルト A M24 5.6」 について考えると、JISB1180 附表1.3より、 3mm≦d≦39mmであるので強度区分は5.610.9 であると読み取れ、5.6の強度を選定したとし ます。 次に、JISB1051の表7によると、M24の強度区 分5.6のボルトは、保証荷重は98800Nであり、 有効断面積は353mm2であるので、保証応力?を 計算すると約280MPaとなります。(ちなみに、 表6より同様に最小引張荷重を計算すると約499 MPaとなります。) これに対し、建築学会の「鋼構造設計基準」 では、ボルトの許容応力度は引張りft0=1.2t/cm2 (約118MPa)、せん断τ=0.9t/cm2(約88MPa)と 決められており、これらが同時に掛かる場合は fts=1.4×ft0-1.6×τ=24.4(MPa) (且つ fts≦ft0) を許容引張り応力度と定めています。 つまり、JISではボルトの強度区分ごとに許容 応力が規定されているのに対し、鋼構造設計 基準では「ボルト」とひとくくり(高力ボルトは 除く)にしていると思うのです。また、上記の JISの値はせん断を考慮していないとはいえ、 せん断力を加味しても、鋼構造基準の方が許容 応力度として厳しすぎる様に感じます。 どのようにこれらを整理して考えたら良いの か、混乱しています。長くなりましたが皆様の 御意見を伺いたく、宜しくお願い致します。 3点曲げ(単純支持)の水平反力の算出方法 3点曲げに近い構造のジグを検討しています (使い方も3点曲げと同様) 1. 支持点を拘束した際、支持点への水平方向反力はどのように求めるのでしょうか 支持点は固定しないと負荷とともに、少なくとも摩擦で左右に動いてしまうかと なお最終的には材料が180°曲がるまで押し切ります 2. もし180°時の反力が押し始め時とモードが異なる場合、こちらもご教示いただけますと幸いです (摩擦と分力で計算しましたが、180°時、鉛直集中荷重よりも水平反力が高くなり、、、お力添えいただけますと助かります) 梁の強度について 材料力学初心者です。 単純な構造物の設計をすることになったのですが、 梁の強度の算出について、 何を計算するべきかがわかりません。 (何を算出し、何と比較して強度的にOKと判断するのか) 下記の条件にて、ご教示ください。 ○両端固定梁に偏心荷重を加えたとき (梁は溶接にて固定) 梁全長L:1550mm 偏心荷重地点C:550mm (梁左端よりの距離) 荷重P:650kg 梁材料 = 溝形鋼(SS400) 100-50-5t 水平面に対し、コの字型で使用 宜しくお願い致します。 上記条件にて不足があれば、仮定して求めていただければと思います。 安全帯を掛ける構造物の強度について 安全帯を引っ掛ける対象の物体または構造物の強度計算について質問があります。 例えば、腰ぐらいの高さの鉄棒のような構造物があるとします。 その鉄棒のちょうど握る部分に安全帯を引っ掛けます。 人が落ちそうになると、安全帯本体及びフック、そして構造物に衝撃が加わります。 この衝撃を受けた際に耐えることができる構造の強度計算はどうなるでしょうか? 一応計算は以下の方法でやっています。 (1)簡易的に単純はりの両端支持はりとして計算(長さ384mm、なお、両端が完全固定ではありません) (2)体重100kgの人物が水平方向に倒れた、と仮定(本来は斜め方向が標準ですが、より大きな力がかかると想定して水平と仮定しています。荷重は体重に重力加速度を掛け、約1kNとする) (3)支持部の反力及び最大モーメントを算出 (4)慣性モーメント、断面係数を算出(材料はSGP25A) (5)許容応力の算出 (6)部材の耐力との比較(耐力はSS400で仮定) (7)耐力以下であり、安全率もとれているため、材料はこれでOK として計算しましたが、考え方としては間違っていないでしょうか? 曲げ加工板の強度検討 お世話になります。 下記構造の製品について応力計算を行いました。 ___________ 荷重P __________ |_________ | | | _________| ↑ | | ↓ | | ↑ 受点 | |_______________________| | 受点 |___________________________| | | | 寸法L | |←--------------------------------→| 拙い図で申し訳ないのですが、 材質SS400、板厚t6を図のように両端を折り曲げて 中心への荷重を受けている構造です。 この場合で静荷重での応力計算を行いたいのですが、 折り曲げを考慮せず、一本の水平梁として計算しても宜しいでしょうか? 実際に計算してみると、 P = 300 N L = 500 mm の条件時で、梁の断面を50x6の長方形とした時、 M = P * L / 4 = 300 * 500 / 4 = 37500 N・mm I = b * h^3 / 12 = 6 * 50^3 / 12 = 62500 mm4 Z = b * h^2 / 6 = 6 * 50^2 / 6 = 2500 mm3 σ = m / z = 37500 / 2500 = 15 N / mm2 という考え方で宜しいでしょうか? ご教授頂けますと助かります。 又、上記で振動を考慮する時には、 水平梁とは違う考慮が必要でしょうか? 併せてご教授頂けますと幸いです。 以上、宜しくお願い致します。 スマホは修理できる?画面割れ・バッテリー交換・自作の限界 OKWAVE コラム 建物の構造計算の水平構面の取り扱いについて RC5階建て以下の建築物(低層マンション)について教えてください。 短期許容応力度設計の構造計算では水平構面の面内せん断って計算されているのでしょうか? ラーメン構造の場合に地震時の水平力に対するモーメントの検討や、床の面外曲げの長期荷重に対する検討などはされていると思いますが、水平構面の面内せん断が検討されているのかどうか知りたいです。 水平構面はある耐力壁の梁通りと隣の耐力壁の梁通りを結ぶもので、壁の少ない通りがあっても、それを多い通りに伝えれば合計ではもってくれます。それが無いと当然ながら壁の少ない通りが壊れてしまいます。そういう検討が短期許容応力度設計に入っているのか、それとも床の長期荷重やその他の必要量を満たしていれば必然的に水平構面の面内せん断の耐力は十分だから見当もされていないのか、を知りたいです。 角パイプの許容応力について 角パイプ(一般構造用)を使った構造物を製作しましたが、荷重や振動が原因と思われますが、破損しました。 FEM解析や強度計算して負荷応力を検討しようと思ってますが結果と比較してOK、NGの判断材料として許容応力が知りたいです。 わかる方教えてください。 JIS G3466を見ましたがよくわかりませんでした。 宜しくお願い致します。 粗粒鋼の強度について・・・。 当方金属材料については全くの素人で今、色々な分野を学習中なのですが・・・。まず1つお教えください。いま、分かっている内容をお伝えします。 熱間鍛造で素材がSCM415(焼きならし)のベベルピニオンシャフトを旋削加工、歯切り加工を施し最後に浸炭焼入れを行った製品の有効硬化層深さを測定するのにカットし硬化層深さを測定しました。 硬化層深さは問題なかったのですが、芯部・歯底の組織を観察しようとナイタール腐食液で腐食し金属顕微鏡で観察したところ、混粒が発見できました。我が社の規格では結晶粒度NOは6以上というのがあります。 で、そのベベルピニオンシャフトの結晶粒度は、JISでも計算式がありますが、計算するまでもなく粒が粗くバラツキが激しいです。(最大でNO.-2、最小でNO.8) そこで、原因ですが・・・、鍛造時の温度、焼きならしに問題があると推測します。浸炭が原因とは考えにくいのです。 ? 他に原因があると思われますか? もう1つですが、そのベベルピニオンシャフトはエンジン→ミッションと伝わりスパイラルベベルに動力を伝え後輪のタイヤを回す駆動の役割果たすものです。 混粒があると衝撃に弱い特性があり厄介なものですよね? ? 車体の駆動力をそのベベルピニオンシャフトに託しているわけですが、ギヤの面圧が上がり荷重でそのベベルピニオンシャフトが混粒原因で破損するって言うようなことは考えられますか? 申し訳ありませんがご回答よろしくお願いします。 パイプ(鋼管)を押しつぶす際に必要な荷重について 初心者です。 パイプ(一般構造用炭素鋼管)を径方向から押しつぶすために必要な荷重を知りたいのですが計算で求める事が出来るのでしょうか? パイプを寝かせた状態で置き、荷重をパイプのセンターの真上から加えて変形し始める時の必要荷重です。 パイプはφ89.1 2.8tとφ114 3.2tです。 どちらも300mm程度の長さです。 パイプの耐圧、たわみ、許容せん断荷重等から考えましたが、どうもよくわかりません。 ご教授願いたく、宜しくお願いします。 長さは300mmと記入しましたが、等分布荷重です。 また、長さは関係なく微小断面での計算でも良いので教えてください。 タンク固定用ブラケットの強度計算 お世話になります。 業務でタンクの検討をしており、そのタンクの支持ブラケットの計算をしております。 色々資料を読み漁りましたが、いい情報がつかめずにいます。 何かお知恵がありましたら御教授よろしくお願いします。 タンクの荷重 F=2900kg ブラケットの長さ L=30cm モーメント M=87000kg・cm ブラケットの形状は 20(幅)×30(奥行)×1.6(厚)cmの鋼板(SS400)の両端に 1.6(幅)×30(奥行)×30(高)cmの鋼板(SS400)をガセットとして取り付けた形です。 まず限界細長比として Λ=((π^2×E)/(0.6×F))^0.5=120 【E=2.1*10^6kg/cm^2(ヤング率)】 【F=2400kg/cm(降伏点)】 細長比は λ=l/k k=(I/A)^0.5=8.66cmもしくは0.46cmとなり 【k=断面二次半径】 【I1=3600cm^4(断面二次モーメント)】 【I2=10.24cm^4(断面二次モーメント)】 【A=48cm^2(ガセットの断面積)】 λ=65.21もしくは3.46となります。 【l=30cm(ガセット高)】 細長比が限界細長比より小さいので 許容応力fcは fc=(1-0.4×(λ/Λ)^2)×F/ν 【ν=3/2+2/3×(λ/Λ)^2】 fc=(1-0.4×(λ/Λ)^2)×F/(3/2+2/3×(λ/Λ)^2)=(1-0.4×(65.21/120)^2)×2400/(3/2+2/3×(65.21/120)^2)=1247.3kg/cm^2 一方タンクの曲げ応力σは σ=M/Zより 【Z=696cm^3(断面係数)】 87000/696=125kg/cm^2 となりました。 許容応力と曲げ応力を比べると明らかに曲げ応力の方が小さく、このブラケットは安全となるはずですが。 私自身、構造を学んだことが無く強度計算をするのが初めてですので経験値がありません。 ですのでこの結果は信用できる値なのか、それとも計算を間違っているのかが判断できません。 分かる方どうぞよろしくお願い致します。 ちなみにブラケット寸法については、過去の似たような荷重条件のタンクより引っ張ってきました。 【タンクの曲げ】とはどの状態でかかる荷重のことでしょうか? ブラケットのプレート部に掛かるモーメントと考えていいですか?? 前提条件として置いた情報が不十分かと思いますので以下に記します。 タンク形状 平面寸法が800×2000です。 寸胴部は2600の長方体で コーン部は1900の四角錐です。 ブラケットは寸胴部の底部に4本取り付けてあり、それぞれのブラケットに2900kgの長期垂直荷重が掛かっています。 ブラケットの寸法は最初に記載したとおり 200(幅)×300(奥行)×16(厚)のプレートの両端に16(幅)×300(奥行)×300(高)のガセットを取り付けた形です。 タンク ┌───┐ │ │ 2900kg│ │ ↓│ │ △└───┘△ ←→\ / 300 V ブラケット ↑ ┌┐ ┌┐ 300 ││ ││ ↓ ││ ││ ├┴──┴┤↑ └────┘↓16 ←─200─→ もう少しお付き合いいただけるとありがたく思います。 よろしくお願いします。 実際は、両端固定支持なのに計算は単純支持 実際のものは、両端を固定した梁なのに、それを、単純支持梁と考え、強度計算することは、問題ないのでしょうか。 固定梁として考えると、計算が難しくなること、そして、固定梁の方が強いということはわかっていますが、多くの設計者の方は、この点どのように対処しておられるのでしょうか。 また、両端固定の梁は、荷重の直接かかっているところより、両端の固定部分の方が常に応力は小さいのでしょうか。 私の中では、部材の両端をボルト止めや溶接などで固定した梁は、両端固定梁であると思っているのですが、いかがでしょうか? 参考のサイト見ましたが、固定支点と考えています。次のような例です。 例えば、SGPで作った簡単なはしごの人が乗る部分、あれは、両端が溶接で固定されていますが、あれは、両端固定梁ではないのでしょうか。 あるいは、公園の鉄棒はどうでしょうか。 また、2本の柱の上面にボルト止めした梁はどうでしょうか。 1Nの涙さんから指摘があったように、ラーメン構造のことを知らないので、それとごっちゃになっているのかもしれません。 樹脂部品のクリープ歪をうまく計算できない 樹脂部品のクリープ歪をうまく計算できない DMA試験で引張/圧縮モードでデータ採って、マスターカーブ作成して、有限要素法の粘弾性解析を行いましたが、実測とCAEの結果に大きな差が出ます。緩和時間が何桁も違うのです。時間の単位は秒で統一して間違えていないはずです。 実測とCAEは、両端支持梁に中央荷重を加えた、曲げモードで行いました。 前モードだから合わないのでしょうか? このキー構造で曲げモーメントは発生しますか? お世話になります。 添付画像のように, L型材に荷重Fを負荷した場合はB断面に発生する応力はせん断応力だけでしょうか。曲げ応力も発生しますでしょうか。 正方形のブロックとL型材はリニアガイドみたいな感じで相対的には上下方向にしか動かない構造となっています。よろしくお願い致します。 注目のQ&A 「You」や「I」が入った曲といえば? Part2 結婚について考えていない大学生の彼氏について 関東の方に聞きたいです 大阪万博について 駅の清涼飲料水自販機 不倫の慰謝料の請求について 新型コロナウイルスがもたらした功績について教えて 旧姓を使う理由。 回復メディアの保存方法 好きな人を諦める方法 小諸市(長野県)在住でスキーやスノボをする方の用具 カテゴリ [技術者向] 製造業・ものづくり 開発・設計 開発製品設計電気設計機械設計その他(開発・設計) カテゴリ一覧を見る OKWAVE コラム 突然のトラブル?プリンター・メール・LINE編 携帯料金を賢く見直す!格安SIMと端末選びのポイントは? 友達って必要?友情って何だろう 大震災時の現実とは?私たちができる備え 「結婚相談所は恥ずかしい」は時代遅れ!負け組の誤解と出会いの掴み方 あなたにピッタリな商品が見つかる! OKWAVE セレクト コスメ化粧品 化粧水・クレンジングなど 健康食品・サプリ コンブチャなど バス用品 入浴剤・アミノ酸シャンプーなど スマホアプリ マッチングアプリなど ヘアケア 白髪染めヘアカラーなど インターネット回線 プロバイダ、光回線など
補足
壊れたのは、ピンではなくて 本体です。