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ボルト計算方法と支点の位置
- 質問者は水平な板にボルトを等間隔で取り付け、先端に荷重がかかる場合、ボルトそれぞれにかかる荷重の計算方法を知りたいとしています。
- ボルトが2本の場合はモーメントの計算で解決できるが、3本の場合はよく分からないと述べています。
- 質問者はモーメントの支点として右端のM6の場所を設定しており、全長Lとボルトの間隔はL1であると述べています。
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終了 http://i.imgur.com/t1GX68r.png 単一パーツだけどこんな風に力がかかる たぶんみんなが思ってるふうとは違う 現物でもこんな風にボルトとが飛ぶ←体験済み 悔しかったらアセンブリ版で計算してください
さて、他の回答者さんの回答ですが、頭が痛く理解できないのは、小生だけではなく、 質問者さんもでしょう。 URLの３連ボルト反力が明示され、その回答がない。 URLの３連ボルト反力が明示されているが、左のボルトが引張りでなく、圧縮荷重になる 観方しか小生にはできないのだが、実際ねじ締めでボルトに引張り応力が掛かっているのですが、 それが圧縮荷重になる？、（ボルトの引張り荷重－圧縮荷重）となり、引張り荷重が軽減される？ 何れにしろ、実態感からかけ離れている気がして、万能FEMの運用ミスや数値代入ミス 等に匹敵する何かが違う。（満足度を入れている方も同様です） 以上のミスを防ぐためにも、簡単計算や簡単模型を使用した確認が重要だが、 その内容も記載がないので、信憑性が更に薄らいでいっている。（エビデンス出してこいや） 此方も、“現物でこんな風にボルトが飛ぶ（体験済み）”です。 工作機や油圧機器で、像が乗っても壊れない部品（歪量も考慮に入れる設計仕様）にて、 なので、水平板が略剛体仕様で左端ボルトヘッドが疲労で飛んだ。 ボルトの締付けによる張力以上の力が掛かり、本来疲労とは無縁に近いボルトの張力だが、 疲労を考慮する状態となり、ボルトヘッドが疲労で残念ながら飛ぶことになりましたよ。 通常で右端のボルトが飛ぶ、水平板の仕様ってどんな仕様かな？ カートンやパッケージングの包装関連の部品かな？それでも、部品本体が壊れ右端のボルトが 飛んだのは体験したことが一度もないし、報告も受けたことがない、不思議さがあるのだが…。
では、小生も仮定での計算例を以下に示します。 ﾎﾞﾙﾄA ﾎﾞﾙﾄB ﾎﾞﾙﾄC ｜ ｜ ｜ ｜← 50mm →｜← 50mm →｜← 50mm →← 150mm → ↓ ↓ ↓ ↓荷重1.4kN ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ▲（角が支点） ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ｜ ｜ ｜ であれば、 ﾎﾞﾙﾄA負荷×150mm＋ﾎﾞﾙﾄB負荷×100mm＋ﾎﾞﾙﾄC負荷×50mm＝150mm×14kN 水平板を剛体と考え、設置台と水平板の隙間（ﾎﾞﾙﾄ伸び代）は支点（▲）からの距離に比例し、 ﾎﾞﾙﾄA(0.9kN)×150mm＋ﾎﾞﾙﾄB(0.6kN)×100mm＋ﾎﾞﾙﾄC(0.3kN)×50mm＝150mm×1.4kN となり、ﾎﾞﾙﾄA負荷(0.9kN)が最大となり、ボルトM6の最大荷重が0.9kN（91.8kg）を 超えなければ、先ずは問題ないとなります。 これは、ストッパーブラケットやブラケット受けとも同様処理パターンです。 ┌ ┐ │ │←14kN ─ │ │ ↑ │ │ │ ← ストッパー │ │ │ ブラケット │ │ │ │ │ │ 90°反時計回り反転が │ │ ブラケット受け形状 │ │ 1 │ │ 5 │ │ 0 何れも、 │ │ m 隙間（ボルトの伸び代）と │ │ m 支点からのスパンは、 │ │ 比例しています │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ┌───┼───┼───┼─-┘ │ ↓ ─┴───┼───┼───┼───┴─ ── │←50→│←50→│←50→│ mm mm mm 水平板の変位と、ボルトの伸び代（力、応力）の関係が明確でないアドバイス回答とは 一線を画しています。 ははは さんが示している、又は、板定規、段ボールや型紙 を用いて 簡単なシミュレーションをすれば、台と水平板との隙間がどのように変化するか 自ずから明確に判るし、左のボルトの伸び代（力、応力）が最大になることも解る。 以上が、水平板の変位と、ボルトの伸び代（力、応力）の関係が明確でないアドバイス 回答とは一線を画すエビデンスです。
３本のボルトをより簡単に分り易くしてあげた積もりの親切心である。 youのせいで、私が言いたかったことが、すっかりボケてしまったようだ。 不静定構造では従来の経験とか勘と言うか、youのような設計士モドキが想像も 付かないような反力が生じることがままある。今回も先に回答した↓のように 節点3のボルト一本だけの場合として簡略化した時のボルト反力は 3kN になる 然しながら安全をと思って、本数を安易に増やしても逆に危険側になるのだ。 今回の例もそうだが4.8/3=1.6倍も反力が増えてしまうのである。これは勘だけ に頼る"見る価値無し設計士モドキ"には想像することすら出来ないのだろう。 ↓↓「簡単そうに思える問題」はyahooのものだが、回答者の中でも tummychair90 さん以外は遠く及びもしない。このように文化系ではなくとも 機械設計士と言えど不静定問題は難しく,youのように出来ない似非設計士の方 が多いのかもしれない。そういう意味では、2流問題になるのだろうか。。。 一体何時になったら此処まで登ってこれるのか・・・努力が足りんニッチ you 現在「工学」のカテゴリマスターという御方の回答内容はyouと同じく大間違い ラーメン構造や不静定構造が解けないから簡略化して間違ったりOverSpecなど の過剰な設計や逆の強度不足などにも繋がる。これは努力を怠り放置し続ける 設計士の怠慢であり,決して経験がなせる勘等というのでは言い訳にもならん。 ↓は知識があるからこそ解こうと思うのであり,無なければ疑問にも思わない。 http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=255960&event=QE0004 そもそも剛体など有りもしないものを尤もらしく言うyouが如何にも鷺っぽい。 気に触ったのなら最低限は不静定問題を解けるくらいになってから投稿しろ。 ↑URL「上記問題のFEM解答」,「上記問題の簡易解答」の2つを並べて表示させ タブを切り替えてながら違いを比べてみれば、とても分かり易いかも知れない 4/2.9≒1.38倍もボルトを増やしたばかりに？逆に危険側になる理屈なんだ。 youがしつこくボルトの伸びを言っているが、これに対して剛体として考える 誤差に比較すれば微々たるものである。実際に計算して其の誤差も求めること も出来るが、何より面倒だし豚に真珠ともなろうから計算する気にもなれん。 反力を的確に計算出来ないと言うことは応力もまた計算出来ないということ。 つまり単純梁に一個支点が増えただけでyouには勘というToolしか無いのだ。 ＞因みに、機械力学や材料力学に関するご質問に関しましては皆様に 伍するほどの学業・経験を維持しておりませんので、首を突っ込ま ないように自重しております。(zaumaku さん） ・・・このように真摯に技術に向いつつも礼節を辨えられる人は素晴らしい。 本当に出来る人は自慢などしないし、難しい言葉も使わないし分り易く説明も できる。こんな素直な人柄であれば多くの人に支えられ教えて貰い易くもなる 回答(17)・・・天秤計りの原理・・・嘘や捏造を作り出す元グラマタは流石だ 「てんびん」の原理とか「てこ」原理というならば未だしも・・・ そのような小学生レベルでは容易に解けないのが此の不静定問題なのである。 「ロバーバルの機構」の時も・・・『突き詰めて 突き詰めて 突き詰めろ』 「貪欲に知識を吸収し続けること、自分を疑い続けることを自らに課し 仕事や技術/力学計算に初心を忘れず常に真摯かつ愚直に向かう。。。」 「機械の前で、謙虚であれ」・・・ありのままの姿見せるのよ・・・you 「上記問題のFEM解答」に於いて、従来、私もそうなのだがボルトせん断力は 三本のボルトで均一に受けるものとしてされてきたが今回解析してみたところ よくよく考えれば成程と思える。反力にしても証明は手計算でも可能ですよ。 2本のボルト反力の出し方のヒントを与えたにもかかわらずに、気づきもせず 3本では無く2本で違うとか、もうヤレヤレである。you のたわみ計算のアホサ 加減は http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=277811&event=QE0004 たわみ計算も満足に出来ない you には不静定問題なんか間違っても解けん。 youが何やらまた荒らしているようだが,可愛そうだが説明しても分かるまい。 何度も言うが、せめて基本的な不静定問題が解けるくらいの知識を付けろ。 今のレベルの you には大変失礼を承知で申し上げるが全てが無駄になるのだ。 難しいことを簡単に言い、簡単なことを難しく言うような何とも徘徊老人だ。
不静定はりの解 ???? 何故、３本のボルトがない？ 何故、Ａが左端のボルトなら、密着するんだね？ 何故、水平板の剛性値がないんだね？ 常識人らな、変だなと感じる。 この種の質題回答が、明後日の方向に行くのは悲しい。 先ずは、“仮想仕事の原理”で、天秤計りの如く計算確認するが基本形。 静定や不静定の梁又は構造物も、前出等のURLで紹介している、“仮想仕事の原理” にて、各格子がムービングするが橋渡し。 他の大御所が静観しているが、ボルトの伸び → 力（応力）で確認すると、 常識人らな、変だなと感じる。（ニッチ方言で失礼）
ほら 荒れてる 長文で読む気にもならないが 理解できない人には理解できない 理解できなくても理解しようとする人はまだ救いがある 理解できなくて理解しようとしない人は２DCADと共に消え去るのみ ちなみに質問内容は金(最新の３DCAD)で素人でも簡単に解けてしまう 恐ろしい世の中になってしまった ↑ 内野は最新じゃないので単品解析しかできないけどね
知識がないということは本当に恐ろしいことであると思う。 不静定問題が未だに解けないグランドマスタが居るという事実は変わらない。 彼自身が知らない或いは理解できないことは全て誤りである、っという論理が 彼の特異な性格であろう。素直でない技術者は伸びないといわれる所以だろう 私のボルト反力の解法は何も特異なものではないであろうと思われる。 然しながら、この技術の森にあっては未だかつて、私に同調できうる技術者が 居らず甚だ悔しい面もあるのだが真実は曲げようがないのである。 ボルト締結部を支点に置き換えて考えること(たわみの重ね合わせの手法）で、 不静定構造として解ける。ここで彼の言う通りボルト締結部は現実には僅か にλ=PL/AEだけ(フックの法則）伸びる。しかし↓図（前回説明図）を見れば 分かるように伸びを零と考えることは安全側(ボルトに於いては危険側）になり 彼の板を剛体と考えるような無謀な仮定より遥かに精度も論理的にも確かだ。 何度か、クランプ地点を零に仮定するとか本手法の使い方は全くブレがない。 せめて私のレベルまで達しなければ議論も何にもならないのは此の手の問題 を解ける人間が居なかったことに起因する。がんばろう～技術の森・・・ 私が解析に要したのは10分弱だろうが、手計算ならばしかも図まで作成すると その何倍も掛かるほどに「面倒で厄介」なのが手計算という作業なのである。 歳を取ると何でも億劫になり簡略化し安易に考え易くなるから、反面生徒と して彼のように成らないように気をつけて実務に今日も頑張ってきたいと思う。 今迄は不静定問題を解けるような方は居なかったが、今回は2名程はやっと 静定条件以外の、たわみを利用しなければ解けないという当たり前のことを 知っている方が居らっしゃっるので、以前とは全く次元が違う議論になろう ＞某重工技術者と計算をし求めていたからです。・・・レベルが低過ぎます。 回答(24)は、良い反面生徒であると思うので質問者は自分で解決して欲しい。常に問題意識を持って学ぼうとする意欲が大切である。それをしないでいると youのようになってしまい、何時迄も外野、嫌、野球すら出来なくなってしまう 回答(24)追記 おめえにやるタンメンは無ぇ(馬家に付ける薬は無い） 隠居して下さい 木の瓜 それと ＞常識人らな、変だなと感じる。 常識人なら、日本語間違えません。 最近思うが、チミ日本語オカシ。もしかして、「 you は何しに日本へ？ 」 ちなみに、日本の諺を一つ・・・「飛ぶ鳥跡を濁さず」・・・検索して下さい 回答（24）質問に関係なく「削除対象」である。しかも御本人も「削除大将」 剛比とは、断面二次モーメント/部材の長さ で決まるものであるから、 部材が全て同じであるならば、分配モーメントは部材の長さだけに左右される 弾性部材であれば反力は変わらんとなるのだよ。まぁどうせyouには理解できん ・・・youにも分り易く言うならば・・・止めとこう。要らぬ知恵を付けるから 「変なのは、you」だけだ。無知で傲慢で何時も人の悪口ばかりを言い続ける。 未だ無知だけなら救われるのだが、此の手の輩は自分を信じて疑いもしない。 まさに救いようが無い。貴様の周りの人間は全て自然に消え相手にしない。 「 you は何しに、この森へ？ 」力学音痴にも程がある。恥を知りなさい。
厄介な内容を、回答（20）で投稿している。 何が厄介かは、質問者に理解してもらえない説明になる可能性が高いからだ。 さて、回答（20）の上段URLは、質問者の質問内容と根本的に異なり、参考とはならぬ。 下段のURLは、水平板の断面係数（強度）に応じて、波曲線が変化します。 これは、回答（４）の＊で示す波曲線も同様です。 水平板の強度に対してのたわみとボルトの伸び量の相互作用計算となり、 水平板の強度により左のボルト伸び量は変化し、絶対に零とはならないが真相です。 イメージ図なので、左のボルト伸び量が零記載になっているとは思いますが、 小生は水平板を剛体とみなし、天秤計りの原理にて、左のボルト伸び量（負荷、力、応力） が最大になり、安全が取れる考察を紹介しております。 キーポイントは、“水平板”強度（たわみ）を計算に入れ、難解にするか、 水平板を剛体とみなし、計算から削除し、計算を簡単にして、利用するかですが、 昔は計算尺、関数の無い電卓、シミュレーションできる能力がないパソコンしかないので、 再三イメージ図でも紹介した、天秤計りの原理で、計算をするのが主流でした。 シミュレーションが簡単にできる昨今ですが、このような内容に “水平板”強度（たわみ）計算に入れ、シミュレーションにて ボルトの力（応力）を求めるシニア技術者は殆どおりません。 何故ならば、シミュレーションできるパソコンがない時代から、 水平板を剛体とみなし、天秤計りの原理にて、ボルト伸び量（負荷、力、応力） を某重工技術者と計算をし求めていたからです。
↓urlの「不静定はりにおける反力」は他サイトの問題である。 ここでは本質問より支点が一つ少ないが不静定問題で丁寧に手計算をしている まぁ、ある意味では技術レベルが高い回答者と言えます。(正解なので) それに引き換え・・・回答（19）・・・は・・・トンチンカンとは此のことだ ＞自分でやってみたら、ボルトが２本ならモーメントの計算で簡単に出たのですが、 ・・・これは怪しいというより何かの間違いだろうっと思われます。 ２本であろうと考え方は同じであり,不静定なので簡単ではないのである。 不静定問題となるケースの方が実務では遥かに多い。つまり、まともな設計が できるだけの材料力学的・技術力がなく経験と勘でカバーしてしまっている ことに他ならない。極論を言えば真理を突き詰めず妥協して甘いとも言える。 厳しいことを言っているようであるが、プロであるならば至極当然のことだ。 おっと、FEMでの 荷重 P=1 kN として撓み計算もしてみています。 おまけ・・・片持ちはりとしては、たわみがスパンの1/250以上であるからして 5.62/500=1/89であるからFEMでの部材の剛性が不足していることになります。 強度的に保ったとしても不静定問題のたわみ計算もできなければならんぇ。 「不静定はりにおける反力」は不静定問題を解くための重要な手法である。 しいては本質問を正攻法で解く鍵となる。これさえ解けないようでは。という か、この意味さえ分からぬとはグランドマスターともあろう御方が信じられんw
再度戻って、天秤計りの基本原理で、左の腕の長さ（スパン）の違いは、 右の重さを計る上での、100ｇ、10ｇ、1ｇの桁のイメージ。 100ｇ 10ｇ 1ｇ 重り（消しゴム） ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ▲（角が支点）↑板スケール ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ｜ ｜ ｜ ▲を支点に シーソー運動となる ↑10g未満輪ゴムをフック ↑ ↑100g未満輪ゴムをフック ↑ ↑ ↑100g未満輪ゴムをフック の如しです。（細かな内容は、イメージ図なので、描写をご勘弁） “↑板スケール”が右に傾斜して、輪ゴムの力と併行する（仮想仕事の原理） それに伴い、右に隙間が生まれ、これがボルトの伸び率に相当することになる。 ３本のボルトサイズが同じなら、一番右側が一番大きな力（応力を受ける） 実際には、同じ有効長さのボルトですが、ややこしいので同じ長さと理解ください。 また、伸び率 ∝ 力（応力）なので、以下の計算処理をして、力（応力）を求めます。 後は、右側の総ﾓｰﾒﾝﾄ＝左側の総ﾓｰﾒﾝﾄ＝左側の腕長さ（ｽﾊﾟﾝ）に対する各ﾎﾞﾙﾄの負荷を案分 負荷（力、応力）なので、実際は３本のボルトが受ける力が求まりますが、 経験から、最大応力が掛かる左側のボルト計算を行なうことになります。 焦点紛らす、“かぶせ”や“誘導”の投稿が目立ってきたので、 紛らわしいので、一度内容をまとめました。 LMガイドや類似品は、40年弱前は高価で、承認図＆稟議書が必須でした。 そして、力（応力）∝変形量が、ボール特有の現象で初期応力に対して大きく、精度物に 使用が不向き状態になっていました。 そこで、（予圧）与圧仕様のLMガイドや先駆者であったものもある類似品ニーズが出てきた。 また、その頃は加工精度も良くなく、ねじによる与圧機構が内臓されていました。 板ガイドと同じ与圧を与えて、弾性変形を軽減する“カミソリ”調整を想像させる 手段で、ねじによる与圧機構が内臓がです。 その流れを汲むロマン派技術屋なので、知識詰め込み（只、知っている）だけの オペレーター擬きとは、本題の回答を含めて異なります。
