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曲げ剛性の強度計算について
- 角パイプを使った曲げ剛性の強度計算方法について知りたいです。
- 角パイプと土台を溶接して一体化させ、上に物を載せた時の曲げ剛性を算出したいです。
- パイプの間隔や断面係数の計算方法がわかりません。お知恵をお貸しください。
- 機械設計
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回答(4)↓は断面二次モーメントと断面係数の違いもロクに分らない偽設計士だ 更に剛性と強さの違いも多分当然ながら殆ど分かっちゃいない・・・(経験上） "you"が参考URLにした断面二次極モーメントだって分かっちゃいないに決ってる 理論的に、剛性とは EIを言う。↓の参考URLの方が余程ためになるかも知れない 中途半端に分かった気でいる設計士が如何に怖いかというのは想像に難しくない にも関わらず教えたがりというのは単に人の上に立ちたい欲望丸出しだけである ピント外れの回答と誤って初心者を蟻地獄に引き込もうとする投稿は止めてくれ 繰り返すが"彼：you"を反面生徒とすることで貴殿の力学の知識を深めて欲しい
正確な算出は中立軸を求め、……ですが、 土台の上に並べる感覚を曲げスパンとし、上に乗せる物を無視し、角パイプの断面係数×２で、 簡易算出する方法もあります。 当然ですが、上に乗せる物の接合方法、例えばねじ止め仕様、剛性、等々で変わりはありますが、 先ずは別々で確認し、例えばねじ止め仕様（大きさ、取付ピッチ）を判断する材料とし、 上物との合体で剛性が増す内容は、安全率として考える手法も有効です。 http://jikosoft.com/cae/engineering/strmat10.html http://jikosoft.com/cae/engineering/strmat11.html http://jikosoft.com/cae/engineering/strmat12.html https://pub.nikkan.co.jp/books/detail/00002867 http://www.kaientai2008.com/modules/special01/L0000081104-01.pdf#search='CAE+%E5%BF%9C%E5%8A%9B%E3%81%B2%E3%81%9A%E3%81%BF'
お礼
お忙しい中、ご回答ありがとうございます。 URL参考にさせて頂きます。
単純な疑問です。 ＞上板はゴム板で接着剤固定です。 上板が柔軟性のあるゴム板であれば、角パイプ間の力の伝達は無視できる ほど少ないと考えて良さそうに思います。そう考えれば、2本の角パイプに バランスよく荷重がかかるように品物を載荷すれば、1本の角パイプにかか る力は、品物の荷重の1/2ということです。 1/2の荷重が、1本の角パイプに加わると考えて問題ないと思います。 このような手順で考えれば、角パイプを2本並べた場合の断面係数の計算を 知らなくても、荷重による撓みは容易に計算できそうに思います。 バランスが悪ければ、一方の角パイプに荷重が偏り、一方の撓みが増加する 可能性がありますので、荷重のバランスに留意したほうがいいかもしれませ ん。 角パイプの断面が、100mm×20mm×t1.6mmとのことですが、ずいぶんと成の 高い形状ですね。また、並べる間隔が40mmというのは、成に比べて小さい ように感じます。（芯間が40mmであれば、隙間は20mm）当方の理解が間違 っていればご指摘くださるようにお願いします。 前の回答者さんもご指摘ですが、角パイプと土台は溶接の肉厚が断面寸法に 比べて薄いので、局部的な座屈が心配です。 角パイプと土台は溶接とのことですが、具体的にどのような構造を想定 なさっているのでしょうか？ 荷重をかける部分とともに、角パイプを 支持する部分の応力集中には注意を払った方がいいと思います。 老婆心ながら、品物の姿・構造が正しく共有できているか少々心配です。 ＞使用目的はフォークで搬送用のパレットになります。 ＞紙面方向の奥行は・・・715mmです →715mmは、フォークの爪の間隔ととらえて間違いありませんか？ ＞溶接断面の面積でせん断応力の計算はしています →せん断応力を計算する断面積を、100mm×20mm×t1.6mmではなく、溶接 により一体化した部分の面積も加算したということでしょうか？ ＞ならべる数が多いので座屈は計算しておりません。 →梁を沢山並べても、相互に結合するような補剛材を設けなければ、座屈の 心配は解消できないと思います。梁を沢山並べることで、梁に加わる応力が 分散されているだけではありませんか？
お礼
使用目的はフォークで搬送用のパレットになります。 実際は２個よりも多く並べるつもりですが、ここでは考え方をお聞きしたかったので、２個としてしまいました。 一応、溶接断面の面積でせん断応力の計算はしています。 ならべる数が多いので座屈は計算しておりません。
角パイプ断面が100mm×20mm×t1.6mmパイプの間隔は40mmとありますが、紙面 直角方向の奥行はどれくらいでしょう？ 提示の長-角パイプの曲げは角パイプの長手方向に曲げた場合の断面二次モー メントおよび断面係数を示しています。 奥行が短いのなら、曲げというよりパイプの圧縮または座屈のように思いま す。上板は溶接固定でしょうか？この場合、板と角パイプが構造材となって います。 どちらかといえば長手方向の荷重点と支持が問題になります。両端固定で中央 荷重と考えて良いのでしょうか？この場合は２個の角パイプの断面二次モーメ ントおよび断面係数は和となり、２倍になります。
お礼
仰る通りの状況です。 お忙しい中、相談にのって頂きありがとうございました。
補足
お忙しい中ご回答ありがとうございます。 奥行きは715mmです。 上板はゴム板で接着剤固定です。
□ + □←角パイプ ←のように水平に並列でならび、一体の強度が期待できる のならば、単に2倍の断面二次モーメントIでよいから→2xIで計算できます。 但し、荷重は鉛直方向から加えられるものとします。 これが鉛直に２個並ぶならば単に2倍にはなりません。図心からの距離がズレて 面積x(図心までの距離)＾2となって何倍にも大きくなるし、ねじり剛性も同様 今回はx軸(水平）に対して図心のズレが無いので単に2倍となるのです。 ここらは設計の基本中の基本なので完全に理解しておかないとなりません。 ＞断面係数Zは(2×I)/(h/2)でよいでしょうか？ その通り、□ 1本の時の断面係数の同じく 2倍になります。帰宅し回答した。 戻って、角パイプの肉厚が薄いのが結構気になったりします。。。 このような薄肉閉断面では特に荷重点などで局部座屈と言われる・・・簡単に 言えばt1.6の平板と考えた時に最も問題になり易いのが、今迄問題にしなかった せん断が此処に働くことで思わぬ変形から破壊に繋がることもあるのですよ。 専門的に言うならば↓のように、せん断流がねじれなどによって生じることも。 簡単なようで実は此れまた難しいのですよね・・・実際に実験するのが懸命です http://www.e-bridge.jp/eb/tcontents/yasasikunai/chapter140301.html おまけ。そりねじりor曲げねじれ定数 Iw (cm6)何ていうのも在るのですヨ↓ 興味を持って調べていくと更に奥が深かったりしますが、記憶に残して置いて。 http://library.jsce.or.jp/jsce/open/00037/209/209-125827.pdf
お礼
お忙しい中ご回答ありがとうございます。 ここに書いて良いのかわからないのですが、 断面係数Zは(2×I)/(h/2)でよいでしょうか？ 色々とご教授ありがとうございます。 今は正直ほとんど理解できていないですが、 今後徐々に勉強していきたいと思います。 返信がおそくなり申し訳ありませんでした。 また何かありましたらよろしくお願いします。
お礼
お忙しい中回答ありがとうございます。 URL参考にさせて頂きます。 結局は自分の力でどうにかしないととは思っております。 初めての投稿で勝手がわからず、質問の仕方も悪く伝わりにくかったことを お許しください。