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片持ちはりのボルト強度計算方法
noname#230359の回答
以前“はりの計算”にて投稿された方で、小生が物体のモーメント計算での強度確認も必要と アドバイスしたので、類似内容を再確認の意味で投稿されたのでしょうか？ さて、本題ですが、 ・が支点となる ＿↑＿＿＿↑＿ ＿＿↑＿↑＿＿ 天板 ┬┼───┼┬ ─┬┼─┼┬─ 天板に取付の板 └┼┬─┬┼┘ ├┼─┼┴────────────────── │ │ │ 梁と梁に取付の板 └─┘ └────────────────────── 100Kgf↓ ようなら・が支点で、・から100kgfまでの距離×100kgfのモーメントが掛かり ねじの引張は、・から遠いボルト中心までの距離×ボルト引張荷重となります。 そして、２本で固定しているので、1/2が掛かります。 厳密には・から近いボルト中心までの距離×ボルト引張荷重も反力受けに貢献します。 そして、ボルト1本当たり(・から近いボルト中心までの距離)÷(遠いボルト中心までの距離) 分を加え（×２本として）、２本＋αで計算しますが＋αを安全率とし２本で計算するのが、 簡単チェックでは一般的です。 また、以下のような図では、 ・が支点となる ＿↑＿＿＿↑＿ _↑＿＿↑＿＿＿ 天板 ┬┼───┼┬ ┌┴┼──┼─┬─ 天板に取付の板 └┼┬─┬┼┘ ├─┼──┼─┴──────────────── │ │ │ 梁と梁に取付の板 └─┘ └─────────────────────── 100Kgf↓ 支点位置を誤らないようにして、計算下さい。 ボルト強度区分では、「最小引張荷重」にて強度確認をしますが、 100kgfを静的使用（静荷重）するや、動的に100kgfや0kgfと変化して使用（繰り返し荷重）する、 100kgfや0kgf更に-100kgfと変化して使用（交番荷重）する場合は、“伸びても元に戻る” という強さである「降伏荷重」または「耐力」を使用し安全率をみます。 （前回投稿のアドバイスURLと重複しますが、確認下さい） 参考のURLをもう一つ追加します。 http://www.crane-club.com/study/dynamics/load/load08.gif の 力の掛かる速度による力の分類 項目を確認下さい。 当然の事ですが、ボルトが破断の場合の落下防止対策は、使用環境にもよりますが実施を すべきと考えておいて下さい。 勘違いする記入方法があったので追記します。 一般的なねじの使用方法は、受ける荷重以上の力で締め付ける事が一般的で、ねじには常に 一定の締付トルクによる軸力がその条件で発生しています。 ですから、100kgfの荷重が加わっても加わらなくても、ねじの軸力一定であるので、「最小 引張荷重」で確認します。 締付トルクから軸力を計算するにあたり、摩擦係数を正確に代入する事は難しく、ボルトの 「最小引張荷重」×1/2程度の軸力になるように締付トルクを設定し使用しますから、それより 大きな荷重が掛かると問題で、ねじを締付ける事やねじが緩む事の根本が揺らいでくるので、 「最小引張荷重」×1/2を目安と考えて下さい。 （100kgfの荷重の加わり方が、加速度的や衝撃的に加わる場合は、また別の話しです） トルク ⇔ 軸力 計算内容と摩擦係数の関係は、この森のNo.34047の http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=231517&event=QE0004 のURLを確認すれば、理解できると考えます。
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