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アルミ波型丸パイプの耐荷重と変位について
- アルミ波型丸パイプの耐荷重と変位について、外径Φ48.6、内径Φ44.2の12等配で材質はＡ6Ｎ01-Ｔ5のアルミパイプを使用します。
- 荷重を両端支持ばり中央に集中させた場合、Ｌ＝500及びＬ＝1000における耐荷重と変位を計算することができます。
- これにより、アルミ波型丸パイプの適切な使用に必要な情報を把握することができます。
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断面2次モーメントをご存じであれば、 撓みは、梁の公式に、荷重、支間、断面2次モーメントを代入すれば 簡単に計算できます。 材料にかかる応力は、“断面係数”を使うことで計算できます。 断面性能の公式、梁の公式が掲載されたサイトを貼っておきます。 合わせて、アルミ材の許容応力度が記載された資料を貼っておきます。 Ａ6Ｎ01-Ｔ5の場合、175 N/mm2 が基準強度のようです。 追加で問い合わせさせてください。 ご質問に記載されている断面積の値は、 波型がない丸パイプの外径と内径とから計算した値のように見受けますが、 ご質問の主旨は、丸パイプと波型パイプとの計算の差異にあるのでしょうか？ ＞同じ条件なら丸パイプより波型丸パイプの方が強度があると聞いた 両者の差異をお尋ねになりたいのであれば、文字でその旨を記載しないと 回答者には伝わりません。うまく表現するためには、練習が必要ですから 今回に懲りずに、この森をご利用くださることを期待します。 強度の差があることの出典をご存じであれば、追記くださるようにお願い します。 ＞波型パイプの図面に記載してあった数値をそのまま書きました 同じ断面積の場合、丸パイプよりも波型パイプの方が、断面2次モーメントや 断面係数が微妙に大きくなり、許容荷重が増えるのかもかもしれません。 ただし、差があったとしても、微差と思います。 他の回答者さんがご指摘のように、梁の公式を使ってマクロに計算した荷重 めいっぱいに耐えることを期待するのであれば、局部的な座屈を防ぐために 荷重をかける点付近や両端の支持点付近に、適切な補強を行う（補剛材を配 置する）ことが大切と思います。
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はりの"横荷重"の計算問題。座屈に属する問題と思ったが、統一的な扱いは出来ぬらしい。 材力本、設計便覧では省かれてます。 集中横荷重を受ける中空鋼管部材の全体たわみ挙動に及ぼす加力点の 局部変形の影響に関する解析的研究 http://catalog.lib.kyushu-u.ac.jp/handle/2324/1515828/p079.pdf タイトルはピッタリながら本文は全部英語。。。手に負えません!! 動的横荷重を受ける鋼管部材の崩壊荷重と変形 http://ci.nii.ac.jp/naid/110002374037 動的にドシンと負荷したとき。 式を導出して、FEM計算と実験データでの検証がされ、式の有効範囲まで解明。 動－静 の解釈はあれど、使用局面では動のほうが有用。 じっくり取組めばよいと思います。 面倒なら使い方で工夫。荷重部でパイプ形状が歪まないようパイプ内外で補強すれば常識的なはりの計算で何とかなるでしょう。
お礼
ありがとうございます。 材料だけでなく補強も含めて全体で考えてみます。
厳密には、難しい計算となり、CAD等の分析ツールか、数十万円だし、分析会社又は CADツール分析ができる設計会社に依頼した方がよいです。 さて、回答（１）さんも記載していますが、 > 面積 Ａ＝3.23＾2、 断面二次主モーメント Ｉ＝8.29＾4 が解るのであれば通常の計算で、概略値は計算が可能です。 （断面二次主モーメントは、波の何処のポイント化は？？ですがね） 後は、変位に関して、直線の長さを波の長さに補正し、掛かる力の方向性（ベクトル化） も比率で補正し、計算すると可能です。（概略値ですがね） 皿ばねの計算方法を参考にしてみるのもよいですが、ネット検索資料より、教本での確認が 参考になります。 やはり、回答（２）はおかしい lol ww > 面積 Ａ＝3.23＾2、 断面二次主モーメント Ｉ＝8.29＾4 は質問者の引用で “> ”なのに、質問者でなく、俺にか ？？？ メインがそれで、波打ちなので、他の数値も当然存在するが、小生の勝手な解釈だが、 文面は成り立っておるがなぁ。
お礼
概算値で十分参考になります。 質問の仕方が悪く不愉快な思いをされた様でスミマセン。
ただ単に「波型パイプ」ならすぐに思いつくのは↓なんですが http://jp.misumi-ec.com/vona2/detail/221005159331/ 所謂、ベローズ これに曲げ耐荷重ってアリ？ それとも？ http://www.miyatabike.com/project/sport/material.html
「アルミ波型丸パイプ」の具体的に形状はどのようなものでしょう。
下記URLの論文にあるように下記のように結論づけられているようです。 「荷重作用点に於けるたわみは、はりとしてのたわみに比べて予想外に大きく、 a/h=30 の 円筒かくでも、はりの場合の計算値の 100 数十倍にも達する。」 ここで、図 1 にあるように a は円筒殻の半径で h は、その厚さです。 私も円筒殻についてのFEM解析をした経験があるのですが、常識的に考えていた ものと異なるような解析結果をPCは示してきて驚いた経験があります。薄肉に なっただけでも集中荷重を受けた円筒殻の断面は△オムスビ状のような形状に なって応力も3点程周囲よりも大きい箇所が生じるのです。従って、簡単に考え た一般的なδ=1/48(EI)PL^3というような均一応力と同じ変形になることを期待 する方が、むしろ自然ではないと言えるのではないでしょうか？ 簡単に見える物理現象や材料力学も実は大変難しいことの方が多いものである と学問の奥を覗けば覗くほどに痛感させられます。真実を希求したいという、 気持ちは技術者であれば皆考えるでしょう。其処から進化も生まれると信じる 以上から・・・「実際にやってみなはれ」by 本田宗一郎・・・ https://pbs.twimg.com/media/CWAKUP5U8AAeLbY.jpg:large 図 1 追記 またゴキブリの如く出てきたな回答(5)の地方老人・アフターユー 今気づいたが＞断面二次主モーメント;こうは言いませんし◯に主も複もない。 分かる人間はこう書いただけでも直ぐに気づくはずであろうが"you"には無理ぇ 断面二次極モーメントと断面二次モーメント、主断面二次モーメントも知らん のに何の意味があって投稿するのか？こやつの投稿には概略計算とか設計会社 に依頼した方がよいという投稿しか出来んのは哀れだが、それ以上に邪魔だし 恥の上塗りならぬ、誤った技術を拡散させるウィルス同様に社会悪だと思う。 そもそも、「はりの場合の計算値の 100 数十倍」が概略計算というべきか？ まぁこいつの嘘八百万回に比較すれば小さいのだろうな流石スケールが桁違い これからパチに行くのか？行く金も無いから出てくるんだろうがもう来ないで 初心者以下の能なし野郎だと申し上げておりますyou回答(5)救いようが無い。 日本語も分からず意味も分らないのに更に力学の知識も無い人間が偉そうに 上から目線で知ったか振りとは恥の上塗りで見苦しいこと此の上ないものだ。 気づかない位のアポには何も教えない。社会悪は消えて無くなれば良いと思う
お礼
質問がわかりにくくて不愉快な思いをさせてスミマセン。
お礼
波型パイプの図面に記載してあった数値をそのまま書きました。 同じ条件なら丸パイプより波型丸パイプの方が強度があると聞いたので どのぐらい違うものなのか知りたかったです。 技術者の方に質問するにも詳細な主旨説明が出来なくスミマセン。 ありがとうございました。 どこにどのような力がかかるのかを今一度よく検証して部分的な弱い所を 全体の補強や形状を工夫して考えてみます。