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固定点に作用する力について
- 2000離れた先端に700kgの荷重がかかると考えるべきか、中心の1000の部分にかかるべきかは分からない
- 質問者が困惑しているのは、ボルトにかかる引っ張り力の計算方法についての理解不足
- 初歩的な質問であるが、誰かに力学について教えてもらいたいと質問者がお願いしている
- 機械設計
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π/4×φＤmm×φＤmm×2000mm×比重÷1,000,000＝700kgが重さの計算式 です。鉄の比重は約7.85でφ238mm程度になります。鉄より比重が小さい 金属でφ400mmで考察してみましょう。 | 壁 |＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿___ 壁に雌ねじ加工で固定仕様 | |←ﾎﾞﾙﾄ固定（中心から150mm） __|__________ __ _____________|__ | 長さ2000､重さ700kg | |___________________________| φ400mm a| | 先ず、円柱はポイント“a”を支点に1000mmの長さ（円柱の重心）で700kg のモーメントが発生しています。 それは、700kg×1000mm＝700,000kg･mmです。 ボルトは、そのモーメントを受けるので、ポイント“a”から150mm＋（ φ400mm/2）＝350mmの位置で荷重を受けます。 その計算は、700,000kg･mm÷350mm＝2000kgです。 因って、ボルトは2000kgの荷重が掛かります。 関連内容ですが、この様な計算を釘抜きの原理と言います。
全て剛体として簡易的に検討するなら 荷重は重心にかかると考えますのでモーメントは １０００ｍｍＸ７００Ｋｇです 締め付け面の一番下の点を中心としてモーメントが作用しますので ボルトにかかる力は １０００Ｘ７００／（１５０＋円柱の半径）で算出できます このような場合、ボルトには張力の他に、剪断力が掛かります 剪断力とは、円柱の重量が下側にかかるときの力です 剪断力はボルトに掛からないような工夫をします
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ありがとうございました。 助かりました。 また何か有りましたらよろしくお願い致します。
この場合、w=700/2000=0.35kg/mmの等分布荷重が作用する片持ち梁として 考えるべきではないでしょうか？
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円柱に作用する外力を洗い出して下さい。ボルト固定は片側のみですか？ 仮に片側のみとします。一般には円柱中央に重さ700kg が加わると考えま す。固定ボルトには700kgのせん断力が作用します。また700kg×1000mmの 曲げモーメントが加わります。右側に壁面があるとすれば，このモーメント は最下点の反力との偶力により保持します。 このときボルト張力は回答(1)さんの提示内容に一致します。ただしせん断も 加わるので，強度に関しては合成力を考えておく必要があります。 工業機械を考えると設計上は地震等を考慮して，0.3～1.0Gの横荷重を考慮 して設計しますので，より安全を考慮したボルトサイズの設定が望ましいと 考えます。
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ありがとうございました。 助かりました。 また何か有りましたらよろしくお願い致します。
ボルト張力＝（固定面から重心までの距離）×重量/（固定面最下点からボルトまでの距離） となります。 固定面最下点というのは固定面とワークの円柱の接触している部分の一番下という意味です。ワークの端面の全面が当たっていて、重心が中央で半径をＲとすると Ｔ＝2000mm/2×700kgf/(Rmm+150mm)
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ありがとうございました。 助かりました。 また何か有りましたらよろしくお願い致します。
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