水槽タンクの板厚決定方法と設計
- 水槽タンクを設計する際の板厚の決定方法について考えます。リブの有無や製作費用にも配慮しながら、最適な板厚を求める方法を紹介します。
- 水槽タンクの板厚を決めるためには、水圧に対する耐性や製作費用を考慮する必要があります。リブを入れることで板厚を薄くすることもできますが、製作費用には影響します。また、底面部側面にかかる水圧も考慮する必要があります。
- 具体的な計算方法は複雑ですが、水圧と板厚の関係を理解することで最適な板厚を求めることができます。密度や面積の関係を考慮しながら、安全性と経済性を両立させるための計算方法を解説します。
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水槽タンク
水槽タンクを設計します。大きさは1800X500X高さ800です。 鉄板で製作するのですが、板厚の決定にはどのように考えたらよいでしょうか？ 1.6，2.3，3.2くらいだと思うのですが、どのような計算をして決定するのがベストでしょうか？ リブを入れれば、薄くなると思うのですが、あまり製作費用もかけられません。 となると、すこし板厚を増やして、リブなしが一番効率的かな？と考えています。 リブなしだと、一番低い底面部側面に一番水圧がかかって良くないと思っているのですが。。具体的計算方法がわかると助かります。 （密度が1ｇ/cm＾3であるから、底面部側面に80ｇ/cm＾2がかかって、、とかんがえているのですがよくわかりません。。）
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正確には、解析ソフトで確認下さい。 簡易的には、等分布荷重の梁計算で確認できます。 底面部には80ｇ/cm＾2（0.8g/mm^2）の圧力が掛かっています。 底の梁計算は、0.8g/mm^2×1800mm＝1.44kg/mmの等分布荷重が掛かった、幅1800mm ×板厚ｔmmの計算で、擬似計算ができます。（ｔmm＝2.3mmで計算すると） モーメントＭ＝(1.44kg/mm×500mm×500mm)/8＝45000kg･mm 応力σ＝45000kg･mm÷（1/6×1800mm×2.3mm×2.3mm）＝28.4kg/mm^2 底面部側面1800mm部も力を受ける部分だが、底板と側面板がＬ形状となっているので、 強度的には強くなっています。 むしろ、底面部側面位置から少し上に上がった処が弱く、また板の撓みも大きくなります。 その見極めが、解析ソフト計算でないとできません。（説明も難解になるので…） 仮に底面部側面1800mm部を高さ100mmで計算すると、 梁計算は、0.8g/mm^2×100mm＝0.08kg/mmの等分布荷重が掛かった、幅100mm ×板厚ｔmmの計算で、擬似計算ができます。（ｔmm＝2.3mmで計算すると） モーメントＭ＝(0.08kg/mm×1800mm×1800mm)/8＝32400kg･mm 応力σ＝32400kg･mm÷（1/6×100mm×2.3mm×2.3mm）＝367kg/mm^2でＮＧです。 底板と側面板がＬ形状形状が何処（どの高さ）まで作用するかが？？となるので、 解析ソフト計算が必要です。（撓み計算では3.2mmでＯＫと思います、勘ですが…） 最後ですが、溶接性を考慮し、あまり薄い板厚を使用する事は良くないので、 水槽満杯の水重量が720kgで、板厚3.2mmを使用した場合の鉄板の重量は114kgなので、 小生ならそれを重視し、板厚3.2mmか、4.5mmを使用します。 側板 ││ 左図仕様の如くすれば、強度的のも上がり、 ││ 水密性向上の溶接ができると考えます。 ││ ││ ││←隅肉 │├───── │├───── 底板 └┘←隅肉
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この場合、リブなしで行うなら、周辺固定の長方形板に等分布荷重が かかると考え、曲げモーメントを算出します。 今回の場合、側板の方が底板よりも大きいので、簡易的に計算を行うなら、 側板の□800×1800に80g/cm2の等分布荷重がかかるものとして計算されては どうでしょうか(実際よりも安全サイドの計算ですが)。
過去ログ添付します。ネット上の解析ソフトを利用することもできます。
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