固定用ボルトの強度計算について

質問

以下の条件にて固定用ボルトの強度計算を行うとします。

形状.1を形状.2でM6のボルトで固定。
軸方向には 荷重P=6500Nの動荷重。
ボルトの強度区分3.6(引張強さ300N/mm^2)
安全率は5とし、許容引張応力 300/5=60N/mm^2
M6ボルトの谷底径は4.9mm
よって
σ=P/A=6500/π/4(4.9)^2=344.7N/mm^2 ←　ボルトが受ける応力
344.7/60(許容応力) =5.74
でボルトが６本あれば耐えれることはわかるのですが

ここで問題なのが軸方向に加わる荷重の算出方法です。
ここの数値が正しくなければ、ボルトの本当に必要な本数は
算出できないと思いますが、製品に加わる荷重は
繰り返し荷重・衝撃荷重であったりと様々あるなかで
手計算での算出方法はあるのでしょうか?

回答No.2

kon555

>>算出方法はあるのでしょうか?
　製品や業界による、としか言いようがない部分ですが、殆どの製品においては算出方法はありません。
　例えば油空圧機器と組み合わせた装置であるとか、出力側も既知ならばそれをもとに計算すればいいのですが、そうしたケースでもない限りは経験則と感覚で決めていくしかない部分です。

　荷重P=6500Nが確実に発生すると分かっているならば、あとはそこに『想定外荷重』としてどの程度を見込むかの問題になります。
　その辺りを担うのが「安全率」であり、コスト計算であるわけです。

　大概データが揃っているはずの航空機や車両業界ですら、机上計算での決め込みは困難で実機試験が欠かせませんし、それなりの頻度で予想を外します。
　つまりはそういう事です。

回答No.1

中京区 桑原町（@a4330）

繰り返し荷重・衝撃荷重をボルトで受ける設計がダメです。
その様な荷重をボルトが受けない様に変更してください。
ボルトは転造ネジであっても谷部は応力集中があります、また全ての谷部が均一だと言えません。
切削ネジなら無数の切り欠きが存在してると考えてもおかしくない、そんな部分への応力集中を考慮するなら計算は無意味になります。
切欠係数が想定できないのだから応力集中も計算できない、つまり強度の計算ができません。