ラジアル軸の材料力学の問題で質問です。

質問

最近独学で材料力学を学び始めた
普通科高校卒の現大学1年生ですが
写真の問題について質問です。

まずは(1)についてです。
ラジアル荷重 W＝4.5kN を受ける
軸受けの長さ L を求める問題で、
求めた値が選択肢に無いんです。
PV値 が1.5 らしいので、圧力と
軸表面の速度の積が1.5 と認識し
軸の回転数 f＝310 min－1
軸表面積＝円周×軸の長さ＝πdL
軸表面の速度V＝円周/周期 より

V＝1.5÷P＝1.5÷(4.5 /πdL)＝πdf
1.5×πdL /4.5＝πdf 、
L＝3f＝3×310 /60＝15.5

・・・と計算し、分を秒単位に
直すなどの調整も入れたのに
出した値が選択肢に無いんです。
(正答は50mmらしいです。)

次に(2)についてです。
軸受けの許容曲げ応力 ＝40 MPa
の条件下で、強度上最適な
軸径 d の最小値を算出する問題で
出した値が選択肢に無いんです。

曲げ応力＝曲げモーメント/断面係数
円柱の断面係数＝πd³/32 より、

40＝4.5L×32 /πd³
d³ ＝ (4.5×32L)/(40π)

・・・というように、
mmやMPaなどの単位も
m、秒、Pa といった単位に
直して三乗根ルートを計算したら
なぜか誤答してしまいました。
(正答は32mmだそうです。)

僕は一体どこで道を
踏み違えたのでしょうか。
どなたか、ご教授下さい。

回答No.1

02526956 · ベストアンサー

(1)に付いて
PV値のPは軸受圧力(Pa)
P=荷重(N)／軸受長さ(m)ｘ軸径(m)
です。
内径の面積でなく投影面積で割ります。

(2)に付いてはわかりません。
なぜ曲げ応力が出てくるのか？

お礼

回答ありがとうございます。