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応力計算の判定について
- 径27の丸棒で長さ900mmを両端持ち梁として、真ん中に1500N(150kg)の荷重をかけたとします。
- 最大引張り圧縮応力はM/Z＝337500/1932＝174.6N/mm2(MPa)となります。
- 174.6＜230だから曲がることは無いと言って間違いないでしょうか？
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こんにちは。 まずご存知かもしれませんが、曲がるという概念の話からになります。 弾性変形域であっても歪みは発生するので、荷重を加えれば曲がります。 ですが、荷重を除去すれば元に戻ります。 塑性変形域までいくと荷重を除去しても完全に元には戻らず、曲がったまになります。 次に許容応力度の考え方ですが、私どもの分野ではよくF/1.5を使用します。 これを採用すれば 235/1.5＝156 となり、174.6＞156であることから、安全ではないと判定します。 曲がりを気にされるのでしたら１Ｎの涙さんの仰られる通り、たわみ量と応力度の両方の観点から判定するべきだと思います。 また、先のお二方の仰られるように、係数や考え方は分野や条件により様々ですので、注意なさって下さい。
＞＞手元の本には何故か174.6＜2.06×10^5と縦弾性係数以下だから大丈夫と 縦弾性係数Ｅ＝σ/ε（応力/ひずみ）であるから、εが介在してないし・・・ 参考までに「改定・材料力学要論：S.TIMOSHENKO・ 著」は、私のバイブル 機械設計では、単に応力計算で壊れないから（降伏点以下だから）okとは まづ、なりません。逆に歪み（たわみ量）からの剛性を特に重視しますね ですから例えば今回の場合、y=4.308→1/209スパンとなりますので足りん！ 1/300～1/1200を使用個所や支持方法などにより、適宜に決め設計します SS400の降伏点はJISG3101一般構造用圧延鋼材より厚みから235N/mm2と明記 されています。素材が厚くなれば、小さく規定されているようですね SS400で、t＜16ならば、σk=245 N/mm2 と記憶してしまいましょう ・最後に静的に1500Nを掛けるのか、衝撃的なのかにより注意が必要です・
貴殿の計算の如く、荷重ポイントに174.6N/mm2(MPa)かかります。 正確には、板厚の両端に、圧縮と引張で174.6N/mm2かかります。 SS400の降伏点が230MPa程度なので、曲がる事はありません。 ミノさんではありませんが 正解です。 但し、使用するに当たっては、 『機械や構造物の各部には、垂直応力やせん断応力、或いは縦ひずみやせん断ひずみ等が、 色々と組合されて生じるのが普通で、充分な耐久力をもってその目的を果すためには、 使用応力を適当な大きさに抑えて、安全をはかる事が大切である』との趣旨で限度の応力を 設けた許容応力を使用します。許容応力 ＝ 極限強さ(降伏点or耐力)÷安全率 にて。 安全率は、使用条件(静荷重、繰返し荷重、…)で異なりますので、調べて下さい。 因みに、SS400で静荷重の場合、安全率が3なので、230MPa÷3 ⇒ 77MPaを許容応力とします。 又は、「鉄鋼の許容応力」表の軟鋼→曲げ→?(静荷重)の9kg/mm2(88MPa)をそれとします。 結論ですが、実際の使用は、許容応力で判断します。
