材料強度計算

質問

初めて質問します。機械の設計やってます。
単純なハリの計算は、よくやっているのですが
軸方向に座屈圧力がかかっているハリの計算の仕方がわかりません。
教えて頂ければ助かります。
丸材・・・Φ７０×３０５Ｌ
材質・・・ＳＮＣＭ４３９
曲げ方向にかかる荷重・・・等分布荷重で３０ｔｏｎ

普通ならせん断は、しなくても許容曲げ応力をオーバー
してしまうはずなのですが
軸方向に？ｔｏｎの圧力を加えることで曲げ強度が増すはずなのですが
最低何ｔｏｎ加えれば曲げ応力を満たすのかわからなく困っています。
答えもしくはヒントになるような物がありましたら御願いします。
本当に強度アップするかも？半信半疑・・・

回答No.1

noname#230359

曲げ応力が加わっている所に圧縮応力を付加すれば座屈し易くなると思うが・
質問の意味が理解できないというか、どういう荷重条件なのかよく分りません
ので、図か何か或いは更に追加説明が無いと回答が難しいだろうと思われます

更に、材料の熱処理が記載されていないので、許容応力も算出しようがない
また、はりの支持条件の記載も無いですね。。。設計条件が全く不足している
機械設計において、＞オーバーしてしまうはずなのですが・・・では情けない
少なくともそうなるという根拠か計算式を出すべきであるっと私は思いますが

お礼

ご回答ありがとうございました。

実際にそれを応用した実機が存在しており
それとよく似た装置を製作したく
小生もよくわからないので質問してみました。

座屈方向にある一定の圧縮力をかけることにより
計算上曲がってしまう細い軸でも通常の曲げ圧力を超えて使用できるとか？
本間かなぁ？・・・でも実機が証明してるし
普通なら軸を太くしたい所ですがある物の穴に入れるため簡単にいきません・・・

補足

すいません説明が悪くて・・・図がうまく書けません
熱処理は焼入れ、焼戻し　硬度はＨｓ４５～５０です
力の加える順番がありまして
あらかじめ軸方向に力を加えた状態で軸垂直方向から荷重を与えた場合です。
両端支持はりの曲げ応力、せん断力　および　たわみの計算　(重力単位）
はりの弾性係数 Ｅ＝21000ｋｇｆ/ｍｍ2
はりの曲げ許容応力 σａ＝ 10.4ｋｇｆ/ｍｍ2
はりのせん断許容応力 τａ＝ 10.4ｋｇｆ/ｍｍ2
＊計算
全荷重 (全荷重不明の場合) ｗｌ＝ 30000.0 ｋｇｆ
最大曲げモーメント Ｍ＝－ｗｌ２/８＝-1143750ｋｇｆ・ｍｍ
最大せん断力 Ｆ＝ｗｌ／２＝ 15000.0ｋｇｆ
最大曲げ応力 σ＝Ｍ/Ｚ＝33.97ｋｇｆ/ｍｍ2
最大せん断応力 τ＝Ｆ/Ａ＝3.898ｋｇｆ/ｍｍ2
荷重による最大たわみ δ＝５ｗｌ４ /３８４ＥＩ=0.448ｍｍ
自重によるたわみ δ＝5・ρ・Ａ・ｌ４/３８４ＥＩ＝0.000ｍｍ
総たわみ δｔｏｔａｌ＝ 0.448ｍｍ
＊判定 安全係数　（静荷重　1、　繰り返し動荷重　2～3）
曲 げ Ｓｂ＝σａ /σ＝0.3
せん断 Ｓｓ＝τａ /τ＝2.7