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アセンブリ品梁の曲げ応力について
- アセンブリ品の梁の曲げ応力について計算方法を教えてください。
- φ10丸棒とφ3.2-2段付きピンを使用したアセンブリ品の梁に6Nの加重がかかると、ピンのチャック固定箇所が塑性変形します。この時のピンにかかる最大曲げ応力を求めたいです。
- SUS304が塑性変形したので、降伏点応力を超えていると考えられますが、梁の計算方法が分からないので教えてください。
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回答(3)再出 最大応力及びたわみの計算は、材料が降伏しないと仮定した値ですから、降伏した状態では成り立たないことにご留意ください。 ＞5N時に降伏点応力の210Mpaがかかってるかと思ってました。 210MPaの値は、材料規格上の最小値であって、実力はもっと大きな値です。また、5Nをかけた状態では既に降伏しているようですので、加工硬化によってさらに大きな応力が加わっていると想定した方がいいと思います。
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- hahaha8635
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＞＞手計算と相違がないか検証したい考えです。 ＞＞すみませんが、詳しい方がいたら計算方法を教えて頂きたいです。 ない 手計算で計算すると膨大な時間がかかるから CAEがあるんですが https://ja.wikipedia.org/wiki/CAE 有限要素法 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%9C%89%E9%99%90%E8%A6%81%E7%B4%A0%E6%B3%95 >>手計算と相違がないか検証したい考えです。 そもそも解析を理解してないからこういう疑問が発生する
お礼
回答ありがとうございます。 そうですね、今の時代ほとんどの会社が 3Dで設計してますので 部品図、計画図の設計から解析(CAE)までは セットですね。 仰る通りCAEについて理解不足でした。 理解を深めたいと思います。
- ohkawa3
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位取りを誤っていたので次のように修正させてください。 φ3.2-2の、φ2の部分だけで固定（支持）したのであれば、固定部には140mm×6N＝840N･mmの曲げモーメントが発生します。 φ2の断面係数は、0.785mm3ですから、曲げ応力は840N･mm÷0.785mm3＝1070N／mm2＝1070MPaのように求められる
お礼
夜分に回答ありがとうございます。 片持ち梁の応力計算で良かったのですね。 自分も最初にこの計算方法で考えたのですが、応力とたわみがかなり大きくなったので 混乱してしまい そもそもの計算方法が違うのかと思ってました。 最大応力 σ=(F×L)/Z=1070 Mpa たわみ量 δ1=(F×L3)/(3×E×I) =35.113 δ2=(w×L4)/(8×E×I) =0.075 δ=δ1+δ2=35.188 φ30の丸棒を水平を0とした時に 荷重6Nかけた時、6mmほど下方向にたわみました。また荷重を1N毎に増やした時に 4Nあたりまでは弾性変形により 水平の0に戻り 5Nで塑性変形となり1mmだけ低くなりましたので 5N時に降伏点応力の210Mpaがかかってるかと思ってました。
- ohkawa3
- ベストアンサー率59% (1535/2585)
補足ありがとうございます。 補足の内容からすると、4ボルトはφ3.2-2段付きピンに加わる直接的な影響はなさそうですね。 φ3.2-2の、φ2の部分だけで固定（支持）したのであれば、固定部には140mm×6N＝840N･mの曲げモーメントが発生します。 φ2の断面係数は、0.785mm3ですから、曲げ応力は840N･m÷0.785mm3＝1070N／mm2＝1070MPaのように求められるので、SUS304の降伏点応力である205MPaを大きく超える結果になります。したがって、曲がって当然ということです。 応力集中のような微妙な問題ではありませんから、3DCAD（CAE）に頼るまでもないと思います。
- ohkawa3
- ベストアンサー率59% (1535/2585)
固定（チャック）したのは、下図の緑色丸印の部分だけでしょうか？ 「M4ボルトのアセンブリ品」が何を表しているのか、固定（チャック）に関与しているのか把握できないので、もう少々ご説明頂けないでしょうか。
補足
回答のほうありがとうございます。 説明不足で申し訳ありません、。 緑色丸部だけです。ドリルのチャッキング的な機械で固定しています。SUS304の段付きピンの曲げ試験を行うのが目的です。 M4ボルトは段付きピンとφ30丸棒を固定するために ボルトの先端で段付きピン押し当て固定しています。 段付きピンに4mmの切り欠きがありそこに押し当てています。（イモネジ的な用途）
お礼
ohkawa3 様 補足説明ありがとうございます。 ようやく理解できました。 大変分かりやすい説明ありがとうございました。 鋼材規格(JIS 規格)を鵜呑みにしてました。 なるほどですね。 機械設計する上で大切な事を認識できました。