角パイプ150×150×6で強度計算
- 角パイプ150×150×6のサイズで長さ50mmに鉄板を溶接し、下側にアジャスターボルトを取り付ける場合、耐えられる重量は？
- 角パイプ150×150×6のサイズで長さ50mmに鉄板を溶接し、下側にアジャスターボルトを取り付ける場合の強度計算方法は？
- 角パイプ150×150×6のサイズで長さ50mmに鉄板を溶接し、下側にアジャスターボルトを取り付ける場合の最大耐圧力は？
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強度計算
角パイプ150×150×6のサイズで長さ50mmとし両側開口部に9mmの鉄板を溶接し 市販の一般的な重量用アジャスターボルトM30×200をその下側、底板9mm側に取り付けるとしたら、上側9mmの上には何kgまでの重量に耐えるのでしょうか？ 宜しくお願いします。
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ohkawa さんのアジャスターボルト資料によると、アジャスターボルト耐荷重は7000kgf。 角パイプ150×150×6の断面積は 3456mm2なので、応力が2kgf/mm2あまりで7000kgfとなる。 ねじも、7000kgfまではもつ事になる。 M30ねじのナット幅は25mmで、低ナット幅でも15mmある。 安全をみて、25mmの80％である20mmの板厚は、7000kgfなら要りそう。 9mmなら、URLの内容をみて計算して下さい。 （低ナットでないナットの幅があれば、ねじは飛ばないので、それを目安に）
たとえば最悪条件として、角パイプ上端に水平荷重が加わり、曲げが加わる 場合を想定します。角パイプ150×150×6 の断面係数はＺ＝153?3ですから 最大曲げ応力はアジャスターボルト側のパイプに生じる曲げ応力σは σ＝50Ｗ/Ｚとなります。仮に許容応力を200Ｎ/?2とすると Ｗ＝60,000Ｎ と計算できます。一方、板材に関しては σt＝150Ｗt/(4Ｚt) として 両端支持はりで単純化すると Ｚt＝150×9^3/12000＝9.11?3となり、 同様にＷｔ＝4,800Ｎ となり、板材の強度が角パイプに比べ一桁以上 小さくなります。回答(3)さんの提示のように、ｔ19位欲しいところです。
参考URLによると、M30のアジャスターボルトの耐荷重は7000kg。 ネジの断面積から計算してみると、この耐荷重は安全率は殆ど見込んでいな い実力の耐荷重のようです。（しかも、鉛直方向の力のみが掛かる場合） (2)さんご指摘のとおり、端板の厚さがt9では、この部分が最弱点になりそう です。t19くらいにすれば、静的には、M30のアジャスターボルトの耐荷重と 同等の7000kg程度は持ちこたえそうに思います。 ただし上記の値は、安全率なしの素人計算ですから、専門家の回答を参考に なさって、ご自身で検証なさって下さい。
どの位の荷重に耐えられるか？まぁ、2000kgf はもつかな 静的な荷重で、若干の衝撃などを考慮して大体この程度か 使用環境などにより安全率は、ご自分で別途付加して下さい 私は感覚的に、ねじM30に比べ、t9では非常に薄く感じます 角パイプを全周溶接しただけでも溶接歪はかなりのものだし 少なくてもt16は欲しいところ。欲を言えばもっと厚くても 現実問題、ベースにバカ穴が開くので厳密な手計算は難しい 地震荷重によるせん断応力や曲げや応力集中などなどもある (ただし、「ずるむけ」wにならないような構造であること） 穴が無い周囲支持の平板で7000kg*1.2の等分布荷重の場合の計算をしてみました σmax=β1*P*a^2/h^2=0.285*4.326*138^2/16^2=91.7＜156.6[ MPa ] OK これがt12だと許容応力（156.6）を上回ってしまいます。これはあくまで計算 実際には、レベルアジャスターから強度計算するのではなくって、実際の荷重に 対して地震荷重やそれによるネジの曲げとから穴部の応力集中や衝撃荷重などを 最も判っている設計者自らが「設計」しなければならないので、かぁーっつ！
M30 の ねじ山の ずるむけ（ねじがつぶれる） 計算でおk 計算してないけど 1t持たないと思うよ まあ、普通、ナットを溶接してやると思う
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