- 締切済み
隅肉溶接時の強度計算の進め方について
- 隅肉溶接時の強度の計算方法をご教授いただきたく質問します。
- 工場内で機械を移動できるようにキャスターを取り付ける予定です。機械はステンレスフレームで、キャスターをつける場所に□40で長さ100mmの角棒を脚長3mmで全周溶接します。機械は重さ1000kgで、4か所のキャスターに均等に荷重がかるものとします。
- 強度計算の進め方と条件の設定方法についてアドバイスをいただきたいです。
- 溶接・組立技術
- 回答数5
- ありがとう数3
- みんなの回答 （5）
- 専門家の回答
みんなの回答
再出です。 >> 曲げ応力は、392000N･mm÷13187mm＾3＝29.72N/mm＾2（腕長さが40mmの場合） > とありますが、 > この場合は、19.5N/mm^2を超えているのでであってるでしょうか。 では、計算上は強度不足という認識です。 しかし、実際には自在輪キャスターでオフセット量が最大40mmで、計算条件になることは皆無。 近くに、自在輪が付いた椅子があるなら、凹み若しくはバリアである小さな凸に一輪落とす又は 当ててみると解ると思います。 ? 進行方向と逆に自在輪がなるので、オフセット量が最大40mmではなく、最小なので20mm以下です ? 凹みへの落とし込み又は小さな凸への当ての場合、1輪に集中して荷重が掛かりますが、 これもオフセット量が最大40mmではなく、最小なので20mm以下です 以上から、計算上は強度不足という認識ですが、実際は計算の設定条件にはならなく、 実際は最小なので20mm以下で強度不足ではないが認識です。 （□40の中心に、自在輪の回転センタを置き取付け、20mmオフセットが仮定の条件です） □40の中心に、自在輪の回転センタを置き取付けるのだから、曲げの腕は20mmで変わらない という事は考えないでください。 1000kgfの力が加わるのはキャスターです。（1輪に集中して荷重が加わる条件にて） キャスターから溶接ビードまでの距離は、最大40mmで最小は20mm以下が曲げの腕の長さです。
まー初心者だから仕方ないかー。 投稿最後の２５０Kgはまるで溶接強度確認の経験が無いといってるようなものです。過去5年程度の投稿は読み直してますか。 それと若い人？のほぼ全てに共通する投稿は理論等々を教えてくださいの内容です。 ﾘｸｴｽﾄの計算式については他の博学な回答者に譲るとして 仮に一つの溶接部に２．５Tons荷重が加わるとしてどの様にして隅肉溶接をするか。保証の確認はどうするか。も必要ではないですか。 溶接作業は貴君がやらないので無関係ですかね。 図面ではどんなものでも描けますが造り方、測定方法も合わせて考えないと弊社の設計？を担当してるあんちゃんと同じく、現場から馬鹿にされます。 直角度の投稿に記載。
↓は4年程前の貴殿と私の溶接強度計算に於ける過去ログである・・・ あれから余り進化されていないようなので少しばかり落胆しています。 戻って、 溶接継手の許容応力は一般に基準強度は最小引張り強さであり降伏点ではない ちなみに、溶接継手の許容応力（日本機会学会）でもそのようである。更に、 ＞・許容応力は降伏点をFとすると：205/（1.5＊sqr3）・・・なにかなそれ？ √3で除する意味を果たして理解なさってらっしゃるのか大いに疑問です。 公式など使わなくとも容易に解けるが・・・のど厚有効断面積の計算方法が 一目オカシイようである。何故に0.7を乗ずるのかを理解されていますか？ 先の「のど厚有効断面積」は極めて重要で、これより断面2次モーメントを 求め、更にせん断力が働く面積としても使うのです。 基本を理解しないで計算するようなカノ方のようにはならないで下さい。 手とり足取り教えて差し上げても貴殿のためにはならないから頑張って下さい こう考えると設計をするための基本が如何に重要であるか分かるでしょうか。 中途半端な知識で設計の強度計算をなさるのは勉強だけに留めて下さい。 随分厳しいようだが此等は既に解っていなければ設計など出来ません。 我々技術者は、日々精進していなければなりません。頑張ろう日本。 最後にすみ肉溶接の内部には溶接欠陥が生じやすいので振動が加わるならば、 尚更のこと溶接開先を設けるべきである。しかも脚長も小さいのでコンナモン 大きめにしても誰も困りません。強度計算よりも溶込み不良の方が心配です。 長文失礼。 あまり沢山の情報を出すと混乱しそうなので・・・まづは、許容応力について↓ http://ty-1999.la.coocan.jp/kakou/yousetu-01.html 今回も許容曲げ応力と許容せん断力の2つが同時に作用すると考えるべきです。 次に、のど厚有効断面積について↓・・・ http://www.st.nagasaki-u.ac.jp/ken/matsuda/lecture/steel_st/ohp-12.pdf 最後に、どのような力がどれ位加わるのかを簡易モデルで構わないから図示して おくくことも必要です。後日、自分自身でCheckする場合にも、或いは第三者に 確認して貰うときにも必要になる。所謂、荷重条件を明確にして置くことです。 慣れてくれば、Excelで計算書として作成できるようになれれば一人前かな。 まぁ分からないことがあれば随時、ここで質問してくれれば常連の皆さんは実に 親切なので最後まで見捨てずに貴殿のスキルをアップさせてくれるでしょう。 生憎、私は貧乏暇なしなのと人に教えるのが苦手なのでアドバイスに留めます。 継続は力なり・・・努力は嘘を付かない。頑張るものは救われる。頑張ろう。
│ │ ├─┐ ├─┐ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ├─┘ ────┴─┘ ────┘隅肉溶接 開先溶接（□40×100LにＣ３面取り） 以上で、全周（100L×2＋40L×2）＝280Lで計算しても用のでは？ ・移動中は振動荷重と考えて安全率を12とする ⇒ＯＫでしょう。 小さい径のキャスターを選択すると、フロアの凹みに嵌まり急停止があるのでね。 ・許容応力は降伏点をFとすると：205/（1.5＊sqr3） ⇒小生も塑性変形が顕著に始まる降伏点であるFを基準にします。 235N/mm＾2÷12＝19.5N/mm＾2＝2kgf//mm＾2 ・曲げ応力（便覧参考）：4.24*m/h{b2+3l(b+h)} ⇒脚長3mmなので、100×40の角パイプで、キャスターの中心が□40mmの中心である20mm 若しくは40mm ・せん断応力はτ＝250*9.8/{(0.7*3)*240} ⇒ τ＝1000*9.8/{(0.7*3)*280}＝16.7N/mm＾2 かな。 此処で、一旦投稿。 たとえば ・許容応力と安全率から205/(1.5*sqr3)/12=6.57[N/mm2] ⇒235N/mm＾2÷12＝19.5N/mm＾2＝2kgf/mm＾2 ・のど断面積は 240*0.7=168mm2 ⇒ＯＫでしょう。 直角二等辺三角形は、1：1：√2なので、1/√2＝0.707≒0.7ですよね。 ・最大荷重は6.57*168=1103.76[N]=112.62[kg] ⇒最大荷重は、走行中にキャスター一つが凹みに嵌って止まった条件。 そのキャスターに全重量が掛かった最悪の場合を想定し計算。 1000kgf×9.8＝9800N そして、おさらいで、 ・許容応力は降伏点をFとすると：205/（1.5＊sqr3） ⇒小生も塑性変形が顕著に始まる降伏点であるFを基準にします。 235N/mm＾2÷12＝19.5N/mm＾2＝2kgf/mm＾2 ・曲げ応力（便覧参考）：4.24*m/h{b2+3l(b+h)} ⇒脚長3mmなので、100×40の角パイプで、キャスターの中心が□40mmの中心である20mm若しくは 自在輪オフセットプラスで40mm（脚長3mm×0.7＝2.1mmと考える最小、最薄肉厚で計算） モーメントは、1000kgf×9.8＝9800Nで腕長さが40mmであれば392000N･mm 断面係数は、100×40の角パイプなので、99×39で肉厚2mmで計算すると、13187mm＾3 曲げ応力は、392000N･mm÷13187mm＾3＝29.72N/mm＾2（腕長さが40mmの場合） 腕長さが20mmの場合は、その半分で約15N/mm＾2なので、安全を多くみているのでＯＫとする ・せん断応力はτ＝250*9.8/{(0.7*3)*240} ⇒ τ＝1000*9.8/{(0.7*3)*280}＝16.7N/mm＾2はＯＫ
お礼
返信ありがとうございます。 追記回答の中で、 ＞曲げ応力は、392000N･mm÷13187mm＾3＝29.72N/mm＾2（腕長さが40mmの場合） とありますが、この場合は、19.5N/mm^2を超えているので強度不足という認識であってるでしょうか。
計算上はあってる >>4か所のキャスターに均等に荷重がかるものとします。 にはしない。車とかは３で計算するが私なら1で計算する 頭のいい人だと2で計算する（台車を使ったことがあればわかる） そもそも足をそんな風にはつけないほうがいい □□□□□□□←フレーム 〇 〇←キャスタ にすれば圧縮なんで計算する必要はない キャスタの耐荷重だけ
お礼
返信ありがとうございます。 1で計算は、1カ所に全荷重がかかるという認識でしょうか。 2で計算は、段差を乗り越えるためにウイリーのようになるという認識でしょうか。 設置場所の関係もあり、質問中の図にしたいと思いましたが、再考してみます。 ありがとうございます。
お礼
返信、また、ご指導、アドバイスありがとうございます。 過去ログについても失礼しました。 もう1度確認しながら進めていきます。