SUS304の許容れじれ応力について

質問

お世話になります。
繰り返し荷重が作用するSUS304の軸においての許容応力は
どのくらいでしょうか？
宜しくお願い申し上げます。

機械設計製図便覧には下記式が記述されています。
τmax=16Mt/(Πd^3)
Mt：作用トルク
d：軸径
でよいでしょうか？
この式だと材質による要素がないため妥当な許容ねじれ応力といえるので
しょうか？

宜しくお願い申し上げます。

回答No.3

noname#230359

■式に材質による要素がないのは、下記??の理由によります。
　?フックの法則が成立する材料である。
　せん断弾性係数 G が式に無いのは、軸外周に添え字o を付記すると、
　断面の半径 R での外部モーメント(トルク)T による せん断応力τは
　?τ = R･τo/Ro なる直線で、Gに無関係である。
　モーメント釣り合いの式は、
　　T = 断面ねじりモーメントの合計 = ∫Rτ ｄA
　 = ∫2ΠR^2 dR = (2πτo∫R^3 dR)/Ro = (2π･τo・Ro^4)/(4Ro)
　 = (π･τo・Ro^4)/2 = π･τmax･ｄ^3/16　(なお τmax = τo ｄ= R/2)
　すなわち、これを右辺をτに移行すると便覧の式となります。

■許容応力＝耐力 / 繰返し荷重･形状･用途の安全係数
　ステンSUS304の耐力は 21kgf/mm^2 (一般鋼材の24kgf/mm^2より低い)
　安全係数は、便覧を参照。
　なお、断付き部は、用途に応じて金属疲労を配慮のこと(３割増とか)

回答No.2

noname#230359

ねじれ応力は材質に依存しません。形状に依存します。
求められてたねじれ応力と材質別の許容応力を比較し、許容応力以下かどうか判定します。
後はさふぁりｻﾝのおっしゃるとおりです。

回答No.1

noname#230359

まず、設計しようとしている軸の負荷はねじりだけでしょうか？
　多くの場合ねじりだけでなく、曲げも作用します。追記に示している式は、直径ｄの中実丸軸にＭｔが作用したときの軸外周における剪断応力を示していますが、この式では曲げの影響は考慮されていません。

　許容応力は材料特性をもとに、荷重の状態や応力集中などを考慮して安全率を個別に設定し、設計的に決めるべきものです。質問の内容からすればまず疲労限度を基準にすべき場合のようですが、疲労限度にも両振れねじり、回転曲げなどいくつか種類があります。また軸形状（例えば段付き部やキーの有無など）から応力集中の程度を考慮する必要があるため、質問の文面だけでは許容応力の値を特定することはできません。