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軸力の変化計算方法について（その２）再投稿
- 前回の投稿で解決しなかった軸力の変化計算方法について再度質問します。
- 金具の移動により軸力が低減し、その計算方法を教えていただきたいです。
- 前回の手法で試しましたが、答えに近づけることができませんでした。
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何だか意味が判らなかったので回答しなかったが、やっと見えて来ました ＞【詳細】 ・・・以下 ┏━のブラケットに∥の金具を固定し・・・材質はS50Cで┏━に割クランプ止 上記「割クランプ止」で固定の部分が、どうしても気になります。前回答者ら もココが固定と仮定していますが、実はこの部分が単にズレの原因になって いるのではないですか？そうなら、現状660Nの軸力＝割クランプ保持力となる 私の想像する図を作成してみることにしましたので、これで解決になればと。 Yahoo!フォトへuploadするのは簡単だが、CAD→jpgにするのが慣れないと 久し振りに、画像を載せたが意外に面倒でこれが難しいかも知れない。 従って、どうせココを「画像upload可能」にするならPDFで可能にして欲しい ※所で参考図を載せる時の[+追加]とは、何かと思ったらurlが追加！出来る？
既に沢山回答がありますので余計なお世話かもしれませんが， お問い合わせの文面では以下の点が理解できませんでした。 もしご都合が許せば，補足をお願いします。 ＞金具の剛性はとりあえず抜きでお願いします。 直感的には，ねじよりもブラケットの剛性が主要な要素のように思います が，なぜ前提条件として「金具の剛性はとりあえず抜き」とするのですか？ ＞∥の金具がM5ねじと共に0.1mm移動 どのような方法で観測したのでしょうか？ 隙間が0.05から0.15mmに増加したのを，シックネスゲージのようなもので 確認したのでしょうか？ 隙間が増加したのならM5ねじと共に移動したということに矛盾がありませ んか？ ＞締付けトルクが実測で、0.55N・m（軸力660N計算値）に弱まりました。 どのような方法で観測したのでしょうか？ 締め付けは，トルクドライバー（レンチ）のような工具で実測しながら 行えますが，弱まったのはどのように測定なさったのでしょうか？ トルクドライバー（レンチ）で緩める方向にトルクを加えて，回り出した 時点のトルクを読んだのでしょうか？
補足
ご質問の件補足をいたします。 ＞金具の剛性はとりあえず抜きでお願いします。 とは、 今回は明らかに人的要因で変化した事と、 説明が伝わりにくい状況でしたので簡素化したかったからです。 ＞∥の金具がM5ねじと共に0.1mm移動 とは、 ┏と∥の金具の位置関係を元々測定して取付ていましたので、 ∥の金具が動いた距離を測定出来ました。 ＞締付けトルクが実測で、0.55N・m（軸力660N計算値）に弱まりました。 とは、 トルクドライバーのトルク値を少しずつ上げて緩んだ時の数値です。
追記資料が出てきたので、それを逆から確認します。 M5ねじを 3N･mトルクで締付け、暫くすると0.55N・mトルクに弱まった。 以下URLの“標準締め付けトルク”にも記載されていますが、M5ねじの 標準締め付けトルクは 3N･mトルクで、基準軸応力は 210N/mm2です。 M5ねじの谷径は4.13mm、その断面積は13.4mm2、210N/mm2×13.4mm2＝ 2814Nが基準軸応力となります。 さて、M5ねじを 3N･mトルクで締付けでは軸応力は 210N/mm2であり、 0.55N・mトルクに弱まったなら、38.5N/mm2となります。 そして、貴殿の計算式の中から、ねじの座部～雌ねじねじ込み部まで の長さ（元の長さ）が9mm、変化した長さが0.1mmとあるので、 E＝σ／ε（kgf/mm2）は、 ねじ材質SUS304；E＝190000N/mm2 190000N/mm2＝210N/mm2÷εとなり、ε≒0.001105となります。 もし、ねじの座部～雌ねじねじ込み部までの長さ（元の長さ）が9mm なら、標準締め付けトルク 3N･mでM5ねじを締め付けると9.01mm軸が 伸びるだけです。0.1mm縮む（9.01mm－0.1mm＝8.91mmとなり、完全に ねじが緩んだ状態となっています。 どこかの観方か計測方法があやまっていると考えます。 また、摩擦係数の取り方にもよりますが、SUS304の耐力は205N/mm2 であり、基準軸応力は 210N/mm2を下回っています。 因みに、SS400の降伏点は215N/mm2、六角穴付きボルトで良く使用の SCM435調質材降伏点は785N/mm2であり、比例限度（フックの法則内） となっています。これも、少し要因となっています。 そのURL資料は、“ステンレスの特性1”“特殊鋼の特性”です。 ∥の幅が8.05mmの絶対位置や■が8.0mmの絶対位置、又はM5ねじとの 相対位置を計測して、今一度数値を確認下さい。
前回お話したように,ねじの締付はねじの伸びと被締付物の縮みが釣合って 静止します。提示の問題のような場合はねじののびと固定具の伸び(たわみ) が重なります。つまり,ねじののびδ1と固定金具の伸びδ2＝被締付物の縮みδ になります。ここではクランプの長さを無視して被締付物の縮みはなしで δ＝金具移動量＝0.1mmと置き換えてみます。 すなわち δ1＋δ2＝δ＝0.1mm となります。 L型の固定金具を片持ちはりで考えると ねじのばね定数 k1＝E1・L1/A1 ,固定金具のばね定数 k2＝3E・I2/L2^3 ここにI2＝bh^3/12（b：幅,h：厚さ）,L2：荷重点の腕の長さ 仮に L1＝25,L2＝8.5,b＝20,h＝3mm とするとP1＝k1・δ1＝P2＝k2・δ2 ＝約3200 N となり, k1＝102,000,k2＝46,200 N／mm,δ1＝0.031, δ2＝0.069mmと計算できます。つまり移動量δはねじの伸びδ1と固定金具の 伸びδ2の和となり,ねじの伸びが寄与する移動量は全移動量の30％程度と言う ことになります。詳細がわからないので,推量で述べたためラフな話しになり ましたが,再考下さい。
抽象的で、御免なさい。 何が何に対して変化して、如何なったが工学的に確認できていない事と、 ねじトルク減少 ⇒ 軸力減少は、ねじの頭部付け根～ねじのねじ込み部 の長さ（軸力）の変化です。 ねじ全体の長さではありません。 それが、貴殿の記述内容で、どの様に変化いしているか理解できません。 これは、貴殿が前回のアドバイスを理解できていない証拠です。 さて、貴殿の計算した資料を図に対してのコメント付きで、掲載してみて 下さい。その方が、貴殿の考え方や前回アドバイスに対してのアプローチ 方法が判り、的確な再アドバイスができると考えます。 大変でしょうが、宜しく！！
補足
有り難うございます。 まさにこの通りです。 クランプ力は有りますが、 誤って緩めてしまい、 再度締め直しましたが、 ∥の金具を確認したら0.1mm動いていたため、 今どの位で押されているのだろう？と言う疑問で、 今回の質問の、 計算でM5ねじの軸力を求める方法はありますか？ となりました。 最終的には時間切れとなり、 直接トルクレンチで緩めて簡易測定をしました。 機器の問題は無く、 ねじを締め直せば良いだけの話でしたが、 この様な状態を、 簡易でも計算で求める方法は無いかとの思いで、 再度質問させていただきました。