技術の森 > [技術者向] 製造業・ものづくり > 材料・素材 > 金属 ボルトにかかる荷重 添付図の場合のボルトにかかる荷重の計算方法を教えてください。 L金具(板厚:3)をM6のボルト2本で固定。 M6のサイズが適切であるか検討したいです。 よろしくお願いします。 *長さの単位はすべてmmです。図が手書きで汚くてすいません。 投稿日時 - 2018-08-25 07:01:48 QNo. 9530668 困ってます 質問者が選んだベストアンサー 回答(1)再出です。 仮に、L金具の板厚が十分で、変形しないとした場合に、M6ボルト2本が適切であるか検証しましょう。 先ほどの回答で示した通り、L金具の曲げ部に加わる曲げモーメントは、3000N×200mm=600N・m この曲げモーメントは、同じ値を保ち、L金具の水平部に伝達されます。板の右端とボルトの距離50mmで、ボルトに対する引抜き力に変換されます。ボルトの引抜き力(2本分)=600N・m ÷ 0. 05m=12000Nと求まります。 M6ボルトの有効断面積は、20. 1mm^2程なので、応力は、12000N÷(2×20. 1mm^2)=298N/mm^2 SUSボルトにも種類があるようですが、SUS304の軟質ボルトの場合、耐力は210N/mm^2程度のようですので、計算上の応力は耐力を超えるので、ボルトのサイズは不足との判断に至ると思います。 実際の設計では、安全率をどの程度に設定するか、2本のボルトに加わる力が均等に分配されるか、せん断力をどのように考慮するかなど、もう少々検討した方がよい事柄がありそうです。 投稿日時 - 2018-08-25 10:49:29 お礼 すいません、条件を写し間違えたかもしれません。 求め方は分かり易く回答してもらい、理解できました。 ありがとうございました。 投稿日時 - 2018-08-25 19:06:31 ANo. 3 ANo. 4 >3000N(約306kgf)の力を加えるのでしょうか? まぁ、定石的解釈としては 3000g < 3kgf 3000mN < 0.3kgf (ミリニュートン) のいずれかの誤記でしょうね そんなことよりも 3kgfの誤記だったとして 3kgfの力をどのように加えるのか? この図の通りに横方向から3kgfの力を加えるには 例えば質量3kgの物体を右方向から衝突させるのか?
0φx2. 3t この計算では、手摺の強度とアンカーの強度の2つの検討が必要です。 今回は、手摺の強度を検証します。 一般に手摺にかかる外力は、人が押す力を想定します。 そこで、人が押す力はどれくらいでしょうか。 日本建築学会・JASS13によれば、 集合住宅、事務所ビルなどの標準的建築物の バルコニー・廊下の部位に対する水平荷重を 980N/m としています。 今回は、この荷重を採用します。 1mあたりに、980N の力がかかるわけです。 さらに、支柱の間隔が120cmですから、支柱1本にかかる力は 980N/m × 1. 2m = 1176N となります。 以上からこの手摺には、 1176 N の力が、上端部に水平にかかります。 ここまでの状況を略図にすると、C図となります。 図中の 40mm は、アンカー芯からベースプレート下端までの寸法です。 ここで、計算に必要な数値を下に示します。 ◆支柱 St ○-34. 3t の 断面2次モーメント(I) =2.892cm4 断面係数(Z) =1.701cm3 ◆鉄材の曲げ許容応力度 =23500 N/cm2 ◆曲げモーメント(M)の計算 M=1176N × 76cm = 89376 Ncm ◆断面の検討 σ=M/Z = 89376 Ncm / 1.701cm3 = 52543.2 N/cm2 52543.2 N/cm2 > 23500 N/cm2 許容応力度を上回る応力が発生するので、この手摺は不可です。 σ=PL3/3EI = 2. 90cm = 2.90/760 (3乗) 2.90/760 = 1/26 > 1/100 たわみに関する基準はありませんが、通常1/100程度をめあすとしています。 その基準から言えば、たわみでも不可となります。 ここまでの計算を アクトWebアプリ で行ってみます。 【応力算定】の画面を開きます。 ◆断面2次モーメント(I):2.892cm4 ◆断面係数(Z) :1.701cm3 さて、計算は、NGとなりました。 それではどうすれば良いか? 以下は次回に。 *AutoCADは米国Autodesk社の米国および他の国における商標または登録商標です。 *Windowsは米国Microsoft社の米国および他の国における商標または登録商標です。 *その他、記載の社名および製品名は各社の商標または登録商標です。 建築金物の施工図・小さな強度計算 有限会社アクト 岐阜県各務原市前渡西町6丁目47番地
手摺の強度計算5 ■現場で止める普通ボルトは計算上ピンと見ます。 下図は、足元を普通ボルト2本で止める手摺です。 このボルトにはどんな力がかかるでしょうか? 図1 支柱ピッチ900ですから、支柱1本にかかる力は 135kg となります。 分かり易くする為に、図1を横にします。(図2) 図2 ■図3と図4は、 2本のボルトそれぞれにかかる力を示しています。 ■図3は、外側のボルトにかかる力です。 図中の支持点で力が釣合うとすれば、 ①135kg の支持点に及ぼすモーメントは、 ②162kgm となります。 ■支持点で釣合う為には、 反対方向に同じモーメント③162kgmが必要です。 ③から逆算すると、④1080kg が得られます。 図3 ■図4は、内側のボルトにかかる力です。 図中の支持点で釣合うとすれば、 ②182. 25kgm となります。 反対方向に同じモーメント③182.
376^2Xπ/4=55. 1mmなので最大許容荷重はこの断面積に材料の降伏点荷重をかけて安全率で割ることとなります。 ネジの安全率は通常 静荷重 3 、 衝撃荷重 12です 。 従いM10のネジでSS400のネジであれば降伏点は24Kg/mm2ですから 55. 1 X 24 / 3 = 441Kg(静荷重) 55. 1 X 24 / 12 = 110Kg(衝撃荷重) がM10の許容荷重となります。 並目ねじ寸法表 CASE "B"の場合はやや複雑になります。 下の図に沿って一山あたりの剪断長さを求めます。 AB = (P/2) + (dp - Dc) tan α / CD = (P/2) + (dc - Dp) tan α とし、 オネジのネジ山が剪断破壊する荷重をWB 、メネジのネジ山が剪断破壊する荷重をWNとすると WB = πDc. AB. zτb / WN = πdc. CD. zτn で示される。 ここで z は負荷能力があると見なされる山の数、τb, τnはメネジ、オネジそれぞれの断破壊応力となります。 M10 の有効長さ 10mmとした場合、山数は ピッチ 1. 5mmなので 10/1. 5で6. 6 山 AB = (P/2) + (dp - Dc) tan α = (1. 5/2)+(9. 026-8. 376) X tan 30 = 1. 1253 SS400の引張り強さ 400N/mm2ですから上の表より0. 5倍とし20. 4Kgf/mm2とします。 WB = πDc. zτb = π X 8. 376 X 1. 1253 X 6. 66 X 20. 4 = 4023Kgf でネジ山が破断します。 安全係数をかけて 4023 / 3 = 1341Kg(静荷重) 4023 / 12 = 335Kg(衝撃荷重) 次に右のようなケースを考えてみます。 上方向へ1000kgfで引っ張りが生じた場合 4本のボルトで支える場合 単純に1000 / 4 = 250kgf/1本 となります。 ところが外力が横からかかるとすると p点でのモーメント 1200 x 1000 = このモーメントをp-a & p-b の距離で割る ボルト4本とすると 1200000 / (2 x (15 + 135)) = 4000Kg /1本 の引っ張り力が各ボルトに生じます。 圧縮応力 パイスで何かを締めつけるとき材料とバイスにはそれぞれ同じ大きさの応力が生じます。 ほとんどの材質では引張り強さと圧縮強さは同等です。 圧縮強度計算例(キーの面圧と剪断) 1KN・mのトルクがφ50の軸にかかった場合の面圧計算例 (キー長さは50mmとする) φ50には16X10のキーが適用されます キーにかかる力は 1KN X 1000 / 25 =40KN キーの受圧面積は10/2X50=250mm2 40KNを250mm2の面で受けるため 40KN / 250 = 160N/mm2 この式を整理すると (4.
引張と圧縮(その他の応力) 日頃より本コンテンツをご利用いただきありがとうございます。 今後、下記サーバに移行していきます。お手数ですがブックマークの変更をお願いいたします。 引っ張りと圧縮 引張り応力 右のシャンデリアをつっているクサリには、シャンデリアの重みがかかっていますから、この重みに対して切れまいとする応力が生じています。 下図のようなアルミ段付き棒に 引張り荷重 P=600kgが作用するとき全長はいくつになるでしょうか? このような場合は AB間、BC間と断面形状が違うかたまりずつで考えます。 AB間の断面の面積は 30^2 X π / 4 = 706. 85mm2 BC間は 15^2 X π /4 = 176. 71mm2 アルミの 縦弾性係数 E = 0. 72 X 10^4kg/mm2 とします。 AB間は 長さ 100mm なので P. L / A. E = (600 X 100) / ( 706. 85 X 0. 72 X 10^4) = 0. 0113mm BC間は 長さ 200mm なので P. E = (600 X 200) / ( 176. 71 X 0. 0943mm 合計 0. 0113 + 0. 0943 = 0. 1056mm の 伸びとなリます。 自重を受ける物体 右図のように一様な断面を持った物体(棒)が上からつり下げられていた場合物体の重さは単位体積あたりの重さをγとすれば W = γ. Lである。 この場合外力が加わっていなくとも物体は引張りを受ける。 先端dからxの距離にある断面bにはdb間の重さ σ = γxがかかる。 重さ(応力)は長さに沿って一次的に変化し 固定端 cで最大になる。 σ MAXがこの棒の引張り強さに達すれば棒は破断する。 この棒の引張り強さが40kg/mm2 γ=7. 86 X 10^-6kg/mm3 とすれば L = σ/ γ なので 40/ 7. 86 X 10^-6 = 5. 1 X10^6 mm = 5100m となります。 通常の状態の形状では自重は無視してよいほどの応力になります。 引っ張り強度計算例(ネジの強度) ネジの破壊は右のように二通り発生します。 おねじが破断する場合とネジ山が坊主になる場合です。 これは多くの場合十分なめねじ長さが無かったときや、下穴が適正でなかった場合、または材質がもろかった場合などに多く起きます。 左のケースのCASE "A"の強度計算はネジの谷径の断面積でかかる力を割ります。 M10のネジの谷の断面積は8.