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金属をクサビ状に打ち込んだ時の変形について
- 金属をクサビ状に打ち込むとどのように変形するのでしょうか？また、喰い込みの長さは、どのようにして決まるのでしょうか？
- 100tonの加重でプレスした際、金属の変形と喰い込む長さを教えてください。
- 100tonの加重をどんどん大きくすると最終的にはどのような状態になるのでしょうか？リングとプラグの角度差は無くなるのでしょうか？
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先ず、関係ない事からですが、 ここの管理人さんには、兼ねてより画像を掲載できるよう御願いしてます が、今のところは、自分自身で何処かのサイトにUploadして其処にリンク させることしか出来ないと思いますですが、 これでは、この森のデータ容量が殆ど文章のみから、＋映像となり増大 して大変になります。やはり、データ容量が大きい物は、他で作成して、 そのリンク先表示をする事が、賢明と考えます。 因って、貴殿も、その様にして下さい。先程、再掲示版の資料を確認しま したが、データが無かったです。 さて、テーパー角度が20°から40°になったので、力が1/2は？？です。 100ton÷tan（10°＋14°）＝224ton の計算が、 100ton÷tan（20°＋14°）＝148tonの様に、数値代入してみて下さい。
回答（２）と（３）で、何を記述しているのか、？？と思います。 楔効果（ねじ作用、釘抜きの原理、天秤、シーソー）を勉強してみて下 さい。基本は、エネルギー（仕事量、動力）は同じで、力×距離（速度） がエネルギーです。小さい力×長い距離＝大きい力×短い距離で、 大きな力が楔効果等で生まれます。 鉞で、木を割る時、鉞を振り下ろす方向で、木に鉞が当たり動く距離は 長いけど、木を割る方向は鉞の角度から観て、非常に短い距離です。 故に、大きな力が働き、木が割れるのです。 そして、鉞の刃の角度×1/2が楔角度と言います。 後は、応力等を確認すると、多少判ります。 さて、あくまで小生の予想ですが、プラグがリングに接触後、30mm～60mm 加工した後に“焼き付き”が発生して、そこで100ton掛けても動かなく なります。そして、100tonの力を除いても、“焼き付き”が発生している ので、そのままの状態となります。 以上が、諸条件が不明なので、一番確率が高い結果内容と推測します。
力（応力）等を以下に記します。 昨日、円周が＋0.84mmで破壊が起こると記述しましたが、直径では 0.84mm÷π＝0.267mm、半径はその1/2で0.134mmです。また、 テーパー20°は、tan10°＝0.176となり、0.134mm÷0.176≒0.8mm となり、砲弾状のプラグが内径100mmに接触して、下に0.8mm×2＝1.6mm 動いたら、接触面では破壊が発生している事になります。 （圧力を受け、リングが引張、プラグが圧縮するから2倍です） さて、1.6mm×（φ200mm－φ100mm）÷2×53.06kg/mm2＝2120kg＝2.12ton も掛ければ、リングは壊れ始めます。 また、プラグのテーパーは20°傾斜は半分の10°がリングを拡げる力に なるので、100ton÷tan（10°＋摩擦角）、グリースを塗っているとすると 摩擦係数0.25、摩擦角は約14°、100ton÷tan（10°＋14°）＝224ton 拡げる力が得られます。≪楔効果により≫ 焼き付きにより、摩擦係数が1となると100tonですが、まだ大きいです。 100ton×1000kg/ton＝高さmm×（φ200mm－φ100mm）÷2×53.06kg/mm2 高さmm＝100000kg÷50mm×2÷53.06kg/mm2＝75mmとなり、 焼き付きを起さなければ（起さない範囲で押せば）リングは壊れます。 しかし、通常は焼き付きを起こします。 あまり関係がありませんが、日本に火山が多い様に。
簡単に考えましょう。 先ず、オーステナイト系ステンレスは、SUS304とします。 SUS304は、 ＊ 引張強さ；520N/mm2（53.06kg/mm2）以上 ＊ 耐力；205N/mm2（20.92kg/mm2）以上 ＊ 弾性係数；19700kg/mm2 です。そして、内径はφ100mmで、その円周は3.14倍の314mmです。 フックの法則により、[ひずみ ε ]＝[応力 σ ] / [ヤング率 E ]なので ε1<破壊するひずみ>＝53.06kg/mm2<引張強さ>÷19700kg/mm2<弾性係数> ＝0.00269 λmm<伸び量>÷314mm＝0.00269 λmm<伸び量>＝0.00269×314mm＝0.84mm φ100mmの円周が314mm＋0.84mm ＝314.84mmを超えると、破壊が始まります。 ε2<破壊するひずみ>＝20.92kg/mm2<引張強さ>÷19700kg/mm2<弾性係数> ＝0.00106 λmm<伸び量>÷314mm＝0.00106 λmm<伸び量>＝0.00106×314mm＝0.33mm φ100mmの円周が314mm＋0.33mm ＝314.33mmを超えると、塑性変形が始まります。 さて、φ100mmの円周が314.84mmや314.33mmになるには、何kgの力が必要か、 また、内径φ100mmに30°のテーパーを付け、砲弾状の20°テーパーで 100トンで押し付けつと円周方向に何トンの楔効果力が働くかは、 機械工学の専門書と各用語検索で確認下さい。 判らなければ、補足での書き込みをして下さい。
ここの管理人さんには、兼ねてより画像を掲載できるよう御願いしてますが 今のところは、自分自身で何処かのサイトにUploadして其処にリンクさせる ことしか出来ないと思います エクセル→ペイント貼付→jpgファイルに変換保存→YahooフォトでUpload 参考URLにて実際に試して見ましたので、間違い無くできると思います この方法だと、無料でしかも個人情報にもまったく問題無いかと思います
お礼
アドバイスありがとうございます。 YahooフォトのUploadで理解できず断念しました。 簡易図無しで再度質問を掲載してみます。 どうもありがとうございました。