許容引張り応力とは？ネジの強度について知りたい

2019/12/18 08:54

このQ&Aのポイント

ネジの強度を設計する際、実際の許容引張り応力を知ることは重要です。技術の本やサイトでは、ネジの外径ごとに許容引張り荷重が算出されていますが、理論値だけに頼ると不安ですよね。皆さんはどのような感覚で設計しているのでしょうか？
例えば、M3のネジはどのくらいの引っ張り荷重に耐えられるのでしょうか？また、M6、M8、M10、M12のネジについても引張り強度だけでなく、せん断応力について知りたいです。さらに、M16の吊りボルトは4本で900kgを持ち上げられると聞きましたが、本当なのでしょうか？ネジの太さについては常に曖昧で、設計に統一感がない状況です。どうか教えてください。
ネジの強度設計においては、実際の許容引張り応力を把握することが重要です。技術の本やサイトでは、ネジの外径ごとに許容引張り荷重が算出されていますが、理論値だけに頼ると不安ですよね。皆さんは一体どのような感覚で設計しているのでしょうか？M3のネジの引っ張り荷重についてや、M6、M8、M10、M12のネジの引張り強度とせん断応力についても知りたいです。さらに、M16の吊りボルトが本当に4本で900kgを持ち上げられるのか、どうぞ教えてください。ネジの太さを統一するための設計上の統一感を得るためにも、アドバイスをお願いします。

toshiyuki214
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機械設計
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ohkawa3
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2019/12/18 22:45 回答No.6

対象とする「ねじ」が、製品の供用期間に受ける最大荷重（衝撃力を含む）をきちんと見積もることが可能であれば、安全率＝１で許容引張り荷重を適用して設計できる可能性があると思います。ただし、ねじが最大荷重を超える力を受けて、破断した場合のリスクが許容できることが必要条件です。統一感がないのは、基本的に軸方向の引張力を受ける設計を避けること、そのねじが破断した場合のリスクが製品・構造によって異なること、製品の供用期間に受ける最大荷重の見積もり方が多様にあること、それらを含め安全率を決めるルールが必ずしも理詰めではないことなどが複合しているからであって、当然なようにも思います。一般的には、実績のある安全率を採用することで、あまり深く入り込まないように対処すると思いますが、同じ設計で何百万台も製造するために徹底的な原価低減を求められるような場合は、限界設計をすることもあり得ると思います。

kon555
ベストアンサー率51% (1842/3559)

2019/12/18 22:42 回答No.5

>>どのくらいの感覚　想定するシチュエーション次第なので何ともいえないですが、計算が必要な場合は「最低限、ボルトが１本緩んだり外れてもOKなように」を個人的なセオリーにしています。安全率も加味して計算した上での+1本です。　また使用者安全などに絡む、安全率を高めに取りたい場合はこの「1本」も２本、３本と増やして考えます。

lumiheart
ベストアンサー率47% (1141/2406)

2019/12/18 22:28 回答No.4

>（M4　強度区分10.9　79kgf 　本当に持つ？？）問題は何時間持たせれるのか？ですね１時間持てばそれでよいのか？レーシングカーのＦ１マシンとかはそーですねレースの時間だけ持つように最小、最軽量の寸法を求めるのに必死になる究極の軽量化はゴールライン通過後に壊れてしまうのが理想的逆に産業機械とかでは１０年以上持たせなければならないＦ１マシンは安全率１．００とするなら産業機械は安全率１００．００以上か？更に産業機械の場合、最安値を追及する必要はあるけれど軽薄短小を追及する必要は無いそして、材料費をケチってもコストはそれほど下がらないＭ４ビスをＭ３に細くしてもコストは下がらない１円とか２円の微々たるコストダウンにしかならないそれどころか逆に作業者の組み付けコストが上がったりするなので軽薄短小を追及する意味は無い求めるのは御予算の範囲内での重量増、寸法巨大化でしょうかねぇ機械フレームを作るのに３０ｘ３０アングルで作るか？５０ｘ５０アングルで作るか？強度的には３０ｘ３０アングルで十分であっても５０ｘ５０アングルで予算的にお釣りが来るなら、５０ｘ５０アングル採用予算の範囲内で安全率を高める　＜　コスパ最良を追及する