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強度計算について知りたい
- 角パイプ（２００×１００）を使って真空引きをする際の角パイプの肉厚について教えてください。
- 真空の強度が－０．０９８Ｍｐａであるため、強度的に心配です。
- 簡単な計算式を教えていただければ幸いです。
- 機械設計
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簡単に計算というのは少しばかり安易というか虫がよい気はするがw すべては、考え方とその応用だと思います。が前例があるので参考に なればと思い、投稿いたしました 角型容器で3000x2000x10000位のを若いときに計算し設計した記憶があるが 平板の強度計算と補強は長辺と短辺での重ね梁の計算を基本としてました それで外周（強め輪）の溶接が両側開先を取っているならば四方固定と、 考えて良いと有ったと記憶しているが、参考文献があったはずなのでそれを 見て見るのが最も早く間違い無い。フルバキュームと考えて計算しましたね 実際には、長手方向の寸法が不明なのですが、強度的に心配ならば 500Pくらいに強め輪を入れれば問題無いようなスケールだと思います 計算するまでも無いとは思うのですが、一度やってみることを薦めます
板厚を、〔許容曲げ強度＝曲げモーメント÷> 断面係数〕で求めると、 6kg/mm2 ＝ 50kg･mm÷（1/6×1mm×ｈmm×ｈmm） ｈmm ＝ √50kg･mm÷（6kg/mm2×1/6×1mm）≒ 7mm 真空度が殆ど変化しないなら、 ｈmm ＝ √50kg･mm÷（9kg/mm2×1/6×1mm）≒ 5.7mm が、降伏点（耐力）から安全率を考慮した、板厚の求め方ではないでしょうか？ 幅が1cm（10mm）×200mmスパンでは、面積が2000mm2となり20kgが掛かります。 丸パイプなら、形状効果で多少薄くできるのですが、機械屋は安全率重視…です。
真空は－０．０９８Ｍｐａ ⇒ -1kg/ｃｍ2 曲げ強さは、200mmスパンの梁に、1kg/cm2（0.01kg/mm2）の当分布荷重が掛かる その曲げモーメントは、0.01kg/mm2×200mm×200mm÷8＝ 50kg･mm 断面係数は、1/6×1mm（仮定板幅）×hmm（求める板厚） 許容曲げ強度は、真空度が変化すると仮定して、6kg/mm2 等々として、〔許容曲げ強度＝曲げモーメント÷> 断面係数〕計算すると、 市販の角パイプ使用で問題がありません。 材質は、SUS材が良いと思います。<溶接が難ですが、錆難いので>
真空はたった－１kg／cm2です。 両端蓋の200×100の部分に最大200kgの等分布荷重しかかかりません。 角パイプ（200×100）の最低肉厚は4.5です。 200×100×t4.5の板は最悪スパン200で200kg集中荷重でもビクともしません。 こう考えれば仕事は早く片付きます。 SUSだと熟練工じゃないと溶接部から漏れが発生しますよ。 油断するとただの水タンクでもよく漏れます。 使用環境によりますけどなるべくSS材で塗装をお勧めします。 強度について心配なら周辺固定スラブのモーメント式を書いておきます。 短辺中央 M=－ｗ1L^2／12（端） ～ ｗ1L^2／18（中央） ｗ１はｘ：ｙ＝1：2の例だと16ｗ／17になるので0.94kg／c?になります。 Ｌは短辺なので10cm M最大＝－7.8kgcm （1cm幅）Zは板厚5mmで0.042cm^3ですから 最大曲げ応力は186kg／c?で ＜600kg／c?充分です。 周辺固定の場合、長辺は短辺に比べ応力がかかりませんので略します。
お礼
Ｔ．Ｓさんありがとうございます。 こう考えればいいんですね。 材料は２００×１００×ｔ５（ＳＵＳ３０４）で決めます。