せん断強さ（ＳＵＳ３０４）の考え方はこれでいいの…

質問

せん断強さ（ＳＵＳ３０４）の考え方はこれでいいのか？

ＳＵＳ３０４のせん断強さは769Ｎ／m?とありました。

これは、１m?の断面積があれば769Ｎまで耐えられるという事でしょうか？

もしそうだとすると、断面積が10m?の場合は、単純に10倍して、

10m?　×　769Ｎ　＝　7690Ｎとなるのでしょうか？

例えば、ＳＵＳ３０４の丸棒か角材などの断面積が１０m?の場合
7690Ｎまで耐えられると考えていいのでしょうか？考え方としてはそれでいいのでしょうか？

実際には、いろんな条件があって多少の誤差はあるかもしれませんしが。

よろしくお願いします。

回答No.5

noname#230359

回答（4）について疑問に思ったので、調査し記載いたしました

JISB6905:金属製品熱処理用語を再度、読み返してみたが・・・調質とは
鉄鋼製品を焼入硬化後、比較的高い温度（約400℃以上）に焼戻して
、トルースタイト又はソルバイト組織にする　とあります。

ちなみにSUS304に行う熱処理は1050度以上から急冷する固溶化熱処理がある

更に調べたが、JISG4309：ステンレス鋼線には、硬質の記述があるようだ
でも化学的成分が全く同じで（但し参考と表示）、引張強度が随分と大きい
恐らく加工硬化を利用して線材の強度を上げたものかな？更に調質の表示も
・・・化学的成分が参考というところが、最大のネックと思われます・・・
またJISG4309では、ばね鋼以外と規定していますね。。。

最後に、許容せん断応力ですが、最大/応力，ひずみ，せん断応力説により
τ　y.p=σ　y.p～σ　y.p/√3　位まで諸説によりかなり大きな差があるようで
τ　w=205/1.5/√3=78N/mm2と申し上げましたが、機械設計などのネジリと
曲げを同時に扱うような伝動軸の場合では、これを良く使います。

回答No.4

noname#230359

SUS304のせん断やねじり応力のデータを、入手する事は正直難しいです。

SUS304でも、無調質・1/2H・3/4Hで引張強さが、それぞれ 400N/mm2・780N/mm2・930N/mm2となります。
加工硬化等の調質（1/2Hや3/4H）は、SUS304-CSP-1/2H、SUS304-CSP-1/2Hのバネ鋼で使用されています。

また、ボルトで使用されるSUS304は、A2-50やA2-70強度区分で分けられ、A2-50の引張強さは 500N/mm2、
A2-70の引張強さは 700N/mm2となります。 <A2-50やA2-70強度区分の差は、調質と略同じ内容>

更に、ステンレス鋼で括っている特性表では、軟質と硬質に分け、
☆ 軟質 ⇒ 引張強さ； 618N/mm2、耐力；275N/mm2、せん断強さ；460N/mm2
☆ 硬質 ⇒ 引張強さ；1059N/mm2、耐力；858N/mm2、せん断強さ；769N/mm2 〔←数値が合致する〕
と表記があります。 <一般的にステンレス鋼は、略SUS304を示す事からの引用>

Mstkさんは、『☆ 硬質』か、それ相当の表を観て、計算しようとしていますか？

以上の説明で、判断が付くと思いますが、SUS304でも調質等で、せん断強さも異なります。
そして、一般的には、引張強さ×（60～80％）がせん断強さです。
調質無しが 60％、1/2Ｈ調質が 66％、3/4Ｈ調質が 73％、Ｈ調質が 80％を目安にしています。

それに加え、使用条件により、安全率を診て、許容せん断強さを求め、計算していきます。

最後に、〔負荷荷重（N）÷断面積（mm2）〕で、せん断強さを求め、
せん断強さ ＜ 許容せん断強さになれば、ＯＫです。
断面積が10mm2の場合は、単純に10倍して、10mm2 × 769Ｎ ＝ 7690Ｎと、同じ意味です。

回答No.3

noname#230359

回答（2）に投稿した者です。「そこで許容せん断応力値は、……」の文章は気づかれたと思いますが、計算しないままの数字がありました。下記のとおり訂正します。

　（誤）そこで許容せん断応力値は、この0.8倍として、130N/mm2となります。
　（正）そこで許容せん断応力値は、この0.8倍として、104N/mm2となります。

回答No.2

noname#230359

原子力向けを中心に圧力容器関係の設計を30年以上やっており、ＳＵＳ304材は日常的に使っております。この圧力容器の設計の世界では、どういう値としているかを紹介しますので、参考になれば幸いです。
　材料の許容引張応力値、許容せん断応力値は、強度設計の基準です。これはどの圧力容器の法規でも、JIS G 8265（2003）「圧力容器の構造」の『付表2.1.1』に規定する値とすると定めています。この規格の『4.3　材料の許容応力』の項、『4.3.2　許容せん断応力』では、“設計温度における材料の許容せん断応力は、許容引張応力の値の０．８倍とする。”と、定めているので、０．８倍としています。
　なお、JISでは、引張強さの1/4を丸めた値が、許容引張応力値です。例えば、JIS規格材SUS304（G3459、G4303など）の常温（0～40℃）における最小引張強さは、520N/mm2と定められていますから、許容引張応力値は、130N/mm2となります。そこで許容せん断応力値は、この0.8倍として、130N/mm2となります。
　JIS以外では、労働安全衛生法の「ボイラー構造規格」の第６条でも、“材料の許容せん断応力は、許容引張応力の80％の値とする。”と定めています。
日本中のあらゆる産業界の圧力容器や配管の強度設計は、これでやっています。ですから、引張り強さの80％とみて設計すれば、監督官庁を含め、大概の人の納得を得られます。
　なお、質問者にアドバイスとして、生の数字（データ）を、そのまま設計に使用するのは危険です。必ず安全率を見てください。

回答No.1

noname#230359

JISG4304　オーステナイト系ステンレスの機械的性質からSUS304は、
降伏点205、引張強さ520N/mm2であるから、その応力では壊れますよー
少なくとも許容せん断応力は「78N/mm2」以下にし、安全率などを考慮し
さらにそれ以下にするのが、一般的です

断面に均一に力が掛かるとした場合は、あなたの考え方で良いと思う
しかし単純な応力だけによることの方が、却って少ないように思えます
例えば、断面形状が途中で変わったり、切り欠きがあったりして、
応力集中や、疲れ限度を考慮した許容応力をも考える場合もあります

最後に、降伏点というのは・・・知ってますか？問題は其処からかも

お礼

ありがとうございました。
降伏点？すみません知りません・・・
調べてみます。
ありがとうございました。