ネジ強度の計算方法を教えてください⇒の追記です

質問

（画像添付）
左右にシリンダーを配置し板で橋渡した中央に円筒部品が有り、押すネジとメスネジがセットで配置されメスネジは板に加工され円筒部の押すネジが突起している状態でシリンダーの上下動で円筒部が天井部に衝突する時にネジ部の材質SS400でM50-P1.0有効ネジ巾12ｍｍでネジ高さ方向に衝突する力が
エアーシリンダー内径10ｍｍｘ2本エアー圧力0.4ＭＰaで衝突速度が距離20ｍｍで0.2秒で衝突し3秒置きに繰り返し力がかかる場合ネジ部が破断しないかの強度計算方法がわかりません、
わかる方お願い致します

皆様ご返信ありがとうございます
説明が不足して申し訳ありません
また（ohkawa3）さんの画像まで添付いただき大変恐縮しております
改めて画像を添付します
基本頂いた画像で合っています上下が逆なだけです
ネジ部について補足しますと
衝突部の高さ調整は早く、簡単、安く0.1ｍｍ単位で初期調整が
必要になってしまうのでこのような構造が優先されていますが
成り立たないのであれば別な構造も検討しないといけなくなると思います
またネジ部はピッチ2.0までは上げる事も可能です
破断や耐摩耗性を考慮すれば軽焼き入れや材質変更が必要でしょうか
（lumiheart）さん参考図有難うございます
分かりやすき言えばシリンダーロット先端のネジ部がイメージに合うかと思います
おっしゃる通り動作回数が持つか持たないかのカギになると思いますので
期待寿命回数を計算すると3600秒÷3秒ｘ16時間ｘ210日ｘ1年＝4,032,000回で何年持つか
期待は3年ですが厳しいでしょうか

回答No.1

ohkawa3

ご質問の主旨とはズレた回答ですが、ネジの回り止めを的確に行う必要があると思います。
衝突の際の衝撃で、ネジが徐々に回転する可能性がある機構であれば、所望の位置決め機能を果たせない懸念が生じます。
上記と関連して、ネジの回り止めは、衝撃力が働く方向に対して「オネジ」と「メネジ」とが密着するように設計することが適切と思います。

ここからが本題ですが、ネジ部に加わる面圧力（定常状態及び衝突の瞬間）は、どの程度に見積もっていらっしゃるのでしょうか？

衝突の瞬間の面圧力は分らないとしても、定常状態の面圧力であれば、シリンダーの出力とネジの寸法から計算できる筈です。衝撃力は不明だが、定常状態よりも20倍以上のような大きな力が加わってもネジの材質の降伏点を超えないからOKだろうとするような、経験値として十分に大きな安全率を確保するような設計法があると思います。

精密な3Dモデルを作って、計算器上で衝撃力を計算して、材料の疲労特性のデータベースと対比して、合否を判定するような設計法もあります。

細かい計算はさておいて、実機を作って所定の回数の衝撃を加える試験を行って問題を生じるか否かをか判定する設計方法もあります。この応用として、実際の使用条件よりも大きな応力を加えて、少ない衝撃回数（試験時間）で結果を得ようとする「加速試験」もあります。

どの方法を選択するかが適切かは、製品次第（一品ものか、大量生産かなど）です。Q&Aサイトの回答を参考に、ご質問者さん自身で判断なさってください。

お礼

有難うございます参考にさせて頂きます

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