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M30ボルト強度計算の許容応力とは？
- M30のボルト強度（降伏応力）計算について教えて下さい。
- ボルトの許容応力は、ボルトの長さ、トルク系数、締め付けトルク、摩擦系数、使用回数、使用条件（衝撃）などの条件によって異なることがあります。
- JISの記載だけではなく、これらの条件を踏まえた計算で許容応力を算出したいです。知っている方、教えてください。
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ボルトは ボルト長さ（バネ定数）、トルク系数、締め付けトルク、摩擦系数、使用回数、使用条件（衝撃）など様々な条件により 一概に 許容応力は異なるハズです。 そうでしょう。 そしてそれらを頭に入れて計算するのが貴殿の役目でありJISに書いてない とかゆうものではないのでは。 で計算は物理、工学等 先人が編み出したものを手がかりに計算する。 とりあえずボルトに関する資料・本を理解してからと思います。 それらをやる前から、あーだこうだ言っても始まりません。
まづJISの強度区分や用語についてしっかりと理解されるべきと思いますが、 許容応力＝基準荷重(降伏点）/安全率から、自ら安全率が不明と言っている 使用条件が明記されていなければ設計者以外には決めることは難しいと思う JISでは単に引張試験に対する強度を、強度区分としているに過ぎないので 単にボルト計算といえば簡単で画一的な式で容易に算出できそうに思えるが これが中々難しい。応力集中については、一般には「ねじ底」で計算するし 繰り返し応力や衝撃が加わるような特殊な環境下以外では特に考慮しないが、 もしそうならば当然ながら安全率を6倍とか十分に大きくとる必要があると なんだか前回答者らのミックスみたくなったが、参考になればと思います JISに於ける引張試験で、応力集中を考慮していないというかする必要が無い のだと思います。御自分でやれば一目瞭然ですが、降伏点を超えるような応力 に対しては、理由は説明できないが応力集中については無視できると思います 座面の摩擦抵抗はトルクの6-70％を占めるらしいけどそれの摩擦係数でさえ 材質や潤滑状況で変動幅が大きくなって計算する意味すら怪しい気がするが 何とも適当なんですが、最も確実なのは、同じ条件下での試験しては如何？ 力に成れなくてすみません。最後にボルトメーカーに相談されてみては？
ボルト自体の下降伏点ないし0.2%耐力は引張試験での結果であり、締付けトルク等は全く関係ない。 引張試験の試験方法はJISに記載されている。 ボルトを限界ギリギリで使用するなら細かい計算が必要だが、多くの場合、安全率を高めにする等で済ませているかと。 ボルトの話とそれを使用した製品設計的な話がゴッチャになっているように思える。 > トルクは無関係なのでトルクも考慮した式 無関係なトルクをどう考慮するのでしょう > 引張り試験方法を知りたい分けではありません 前提条件が不明とのことでしたので そもそも、ボルトで締結すると言うことは、軸力が必要なのであるが、これを管理することは費用の問題もあり、代用特性のトルクで管理しているに過ぎない。 トルクと軸力の関係はネットで検索すればすぐに見つかる。
お礼
Tama様 ご返答有難うございます。 ＞締付けトルク等は全く関係ない。 おっしゃる通り トルクは無関係なのでトルクも考慮した式はご存知ですか？ ＞引張試験の試験方法はJISに記載されている。 引張り試験方法を知りたい分けではありません。 ＞ボルトを限界ギリギリで使用するなら細かい計算が必要 ボルトの使用方法（条件）が限界ギリギリか？余裕あるか？知りたい 以上 ご存知でしたらご教授願いたいです。
強度区分は 一般的な使い方をする場合です 衝撃荷重 繰り返し荷重 など特殊な場合は 自前で計算しないといけない
お礼
1Ｎの涙様 いつもお世話になっております。 分かり難い質問ですみません。 ボルトは締め付けトルク、ボルトのバネ定数、締結材のバネ乗数等使用条件で既にボルトにはテンションが付加されてます。よって そのバネに引張り力を負荷した場合、ボルト破断までには どれ位の力の余裕があるか？を計算したいです。 ボルトの使用条件によるボルト自体のテンションの計算って言った方が分かり易いかもしれません。 繰り返しや衝撃は安全率で考慮するしかないと思いますが、ネジ底の切り欠き係数等は 材質面から見た強度より遥かに落ちると推測します。 これらはＪＩＳには考慮してないと思ってますが、、、、 動荷重の時のボルト降伏力（Ｆｓ）として以下の式を探しましたが、よく分かりませんでした。 何か解説のあるＨＰ等あればありがたいです。 Ｆs＝((1-ξ3)kb+kc)/((1-ξ3)ξs(kb+kc))F Ｆ：ボルト作用力 kb:ボルトﾊﾞﾈ定数 kc:板のﾊﾞﾈ定数 ξ3＝トルク系数 ξs＝ボルト最大張力系数