すみ肉溶接時の最大荷重と安全率について
すいません、長文およびいくつか質問がありますが、よろしくお願いします。
わかりにくい場合はわけようと思います。
各溶接個所にかけられる最大荷重を計算するために、機械設計便覧やネットで調査していますが、色々ありすぎてわからなくなっています。
１．引っ張り荷重の場合
構造は、角パイプ（SUS304 40×40×t2）の1辺にフラットバー（SUS304 50×t6） を垂直方向に側面すみ肉溶接しています。脚長は2mmです。
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荷重
正面 側面
まず、ステンレス構造建築協会のＨＰから、下記のことを調べました。
・溶接時のSUS304の基準強度 235[N ／ mm^2]
・引っ張り曲げ許容応力 235／1.5=156.6[N ／ mm^2]
・せん断許容応力 235／1.5×ルート3=90.4[N ／ mm^2]
便覧から
・のど厚から溶接部の面積は (0.7×2)×40×2=112[mm^2]
以上から最大荷重Pmaxは
156.6×112=17539.2=1788[kg] としました。
例えば、重さ200kgの塊(P)をフラットバーに縫い付けた場合の安全率(S)は
S=1788／200=8.94
という考え方でいいのでしょうか？
便覧のほうで考えると、垂直応力の公式は
0.707×荷重[N]／脚長×溶接長さ となっていて、これに合わせると
(0.707×200×9.8)／(2×40)=17.3
安全率は156.6／17.3=9 となるので、どちらも正解かとは思うのですが・・・。
また、すみ肉溶接の場合は、せん断応力で考えるとか、効率を７０パーセントにする等あり、混乱しています。
２．モーメントとせん断力が加わる場合
構造は、上記の角パイプ同士を脚長2mmで全周すみ肉溶接しています。
距離Ｌのところに荷重Ｐがかかるときの応力と安全率を求めたいと思っています。
Ｐ
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まず、曲げ応力をモーメントと断面係数から求め、それを曲げ許容応力と比較しました。
・曲げモーメントM P×L
・断面係数Z (外形^4-内径^4)／(6×外形)
から 曲げ応力=M／Z
せん断応力は P／(0.7×2×40×40)
上記から、それぞれの安全率を求め小さいほうを採用するのでしょうか？
便覧にも全周すみ肉溶接時の公式がありますが、どちらを採用していいか迷っています。
長文になりましたが、考え方があっているか知りたいです。
よろしくお願いします。
