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つば付きシャフト強度計算について

つば付きシャフトのつば部にスラスト方向の圧力がかかったときのたわみ量から強度計算をしたいと考えています。 つば部外径をφD、幅をH、シャフト部の径をφd、材料の弾性係数E、かかる圧力をPとした場合たわみ量δはいくつになるでしょうか。 断面二次モーメントをどうとっていいかわからないので、その部分詳しく教えていただけたら幸いです。 よろしくお願いします。

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  • ベストアンサー
  • h191224
  • ベストアンサー率81% (119/146)
回答No.1

この問題に最も近いのは、「中心穴を固定され、面外等分布荷重を受ける中空円板」の問題ですので、たわみ量と応力の計算式を提示しておきます。 画像から読み取れない場合には、材料力学関係の本で、弾性論にまで触れているもののなかに、この解が掲載されていますので、本屋で立ち読みでもしてください。 ここの式は、「機械工学便覧」の「材料力学」に掲載されているもので、記号も、あなたの記号ではなくて、掲載されているものをそのまま使用しています。 たわみｗの最大値は、ｒ＝ａにおいて、応力の最大値は、ｒ＝ｂにおいてσｒがとります。 「断面二次モーメントをどうとっていいかわからない」と書かれていますが、梁ではなく、板の問題ですので、断面二次モーメントという概念はなく、板の曲げ剛性Ｄがこれに代わります。 画像の式は、曲げ変形支配の場合の解ですので、つばのｈが（ａ－ｂ）に比べて小さい場合（目安として1/4以下）にのみしか使用できません。いわゆる板や梁の理論解の適用限界です。 もし、つばの形状が、あなたの描かれたポンチ絵のように、ズングリムックリした形状だとすると、剪断変形が支配的になりますので、解は全然変わってきてしまいます。 この場合の式が掲載されている参考書はないと思います。 「機械工学便覧」に掲載されている微分方程式から自分で導くしかありません。

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swordJ1
質問者

お礼

参考文献載せていただきたいへん助かりました。 ありがとうございます。

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