- ベストアンサー
両端支持梁の荷重解釈について
- 両端支持梁の荷重解釈について質問があります。
- 中実軸の荷重状況に関して限定する方法が分からないです。
- 中実軸の荷重がどのように作用しているか教えてください。
- その他（開発・設計）
- 回答数2
- ありがとう数2
- みんなの回答 （2）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
- ベストアンサー
＞パイプはバネのようにたわんで変形して、力が釣り合ったポイントでパイプは剛体化して、両端の中実軸に荷重が作用すると考えてよいのでしょうか？ ＞その際、パイプをたわませた力を除いた荷重が中実軸に作用すると考えて良いでしょうか？ 申し訳ありませんが，ご質問の意味が理解できません。しかし，PL/2さんの熱意に敬意を表し，私の独断で解説をします。理解の助けになればいいのですが。＜自信なし 現象をどのように捉えて解析するかは，ある程度個人差が出てきます。この場合，はりの荷重分布，曲げモーメント及びたわみになるのですが，どのように捉えどのように解析しても，たどり着く先は一つです。 １． 便宜的に，パイプと中実軸から成る「はり」の各点に呼称をつけます。はりの左端をA，左側の軸受個所をB，右端の軸受個所をC，はりの右端をDとします。各点のスパンは，ＡＢ間が350ｍｍ，ＢＣ間が2500ｍｍ，ＣＤ間が350ｍｍになります。 ２． A点には，荷重W＝1.5ton＝1500kgが下向き負荷されています。理解し易くするために，パイプと中実軸の重量は，ないとします。 ３． Ｂ点の軸受反力をＲｂ，Ｃ点の軸受反力をＲｃとして，力及びモーメントの釣り合いを考えます。 ４． Ｗ及びＲｃを下向きとして正の記号，Ｒｂを上向きにして負の記号にしたときの，力の釣り合い式は， Ｗ＋Ｒｃ＝Ｒｂ ・・・・・・・・・・・・・・・? ５． 同様に，Ｃ点におけるモーメントの釣り合い式は，時計方向を正の記号にすると， －Ｗ・（350＋2500）＋Ｒｂ・2500＝0 ・・・・・? ６． ?と?式を解くと， Ｒｂ＝1710ｋｇ，Ｒｃ＝210ｋｇ になります。 ７． さて，次に，はりに作用するせん断力ダイアグラム（ＳＦＤ）及び曲げモーメントダイアグラム（ＢＭＤ）について述べます。ＳＦＤとＢＭＤは，それぞれ別々に作用しているのではありません。力を負荷することによって，はりにはひずみエネルギーが蓄えられます。この負荷した力とひずみエネルギーが釣り合っています。このひずみエネルギーをもとに，材料の強度を確認します。つまり，せん断強さの確認のために，せん断力が必要になり，曲げ強さを確認するために曲げモーメントを使います。 ８． 実際に，ＳＦＤを計算します。 ＡＢ間：下向きに1500ｋｇ一定 ＢＣ間：上向きに210ｋｇ一定 ＣＤ間：0（ＳＦＤ＝0） ９． ＢＭＤを計算します。 ＡＢ間：Ａ点では0，Ｂ点では下向きに1500ｋｇx350mm，ＡＢ間は直線で変化します。 ＢＣ間：Ｂ点では下向きに1500ｋｇx350mm，Ｃ点では0，ＢＣ間は直線で変化します。 ＣＤ間：Ｃ点では0，Ｄ点でも0 １０． ＣＤ間には，せん断力も曲げモーメントも作用しません。しかし，たわみはＣ点のたわみ角と同じ角度で傾きます。 以上です。
その他の回答 (1)
考え方の基本は，「ひずみエネルギー」です。 ガス管と中実とから成る「はり」に外力が加わり，外力と釣り合うところまで「はり」が歪んで（この場合，たわんで），釣り合ったところで静止します。
お礼
yukioさん、こんばんは。 レスありがとうございました。 お返事大変遅れまして失礼しました。 パイプはバネのようにたわんで変形して、力が 釣り合ったポイントでパイプは剛体化して、両端の 中実軸に荷重が作用すると考えてよいのでしょうか？ その際、パイプをたわませた力を除いた荷重が 中実軸に作用すると考えて良いでしょうか？ 再度、お返事頂ければ幸いです。 よろしくどうぞ。失礼いたします。
お礼
こんばんは。yukioさん、フォロー ありがとうございました。 明解なご解説、恐縮です。 先日、再質問をしてから、材料力学の本をよく読み 今回、yukioさんが示して頂きました、解法に気づき ました。今日yukioさんから模範解答を頂き、 自分の考えが合っていた事で 自分のアプローチが正しかった事が 少し嬉しかったです。 それも、今まで、このサイトでyukioさんが的確に 回答して頂いたおかげと思っています。 少し前進することが出来ました。 ありがとうございました。