材料力学 【機械設計】ボルト、ナットの強度区分と選び方
ボルトやナットの強さを表す｢強度区分｣がJISで定められています。ボルトの頭になんか数字が書いてあって、強度区分って言うのは聞いたことあるけど、これが何なのか詳しく知らない･･･、と言う人も多いんじゃないでしょうか？機械設計に携わる設計者な...
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材料力学 【材料力学】両端支持ばり(複数荷重)の強度計算方法|せん断力、曲げモーメント
前回の記事で1点集中荷重の両端支持ばりの支点の反力せん断力、曲げモーメント、せん断応力、曲げ応力の計算方法を説明しました。今回は荷重が2点や3点など、複数の場合の計算方法を説明したいと思います。せん断応力や曲げ応力については、せん断力や曲げ...
材料力学 【材料力学】両端支持ばり(1点集中荷重)の強度計算方法|せん断力、曲げモーメント
両端支持ばり(1点集中荷重)が壊れるか壊れないかの強度計算方法強度を計算するために曲げ応力、曲げモーメント、せん断力、せん断応力、反力を求める必要がありますが、これら計算方法をかつてないほど懇切丁寧に解説したいと思います。そして、求めた曲げ...
材料力学 【機械設計】許容応力の求め方・安全率と基準強さについて
機械設計では「許容応力」を決めて、想定される応力が許容応力以下になるように部品を設計します。その許容応力の求め方ですが、材料力学の教科書や参考書には詳しく説明がないことが多いです。なぜなら、許容応力をいくらにするかは、設計者の主観が少なから...
材料力学 【材料力学】各材料の機械的性質の調べ方(引張強さ・降伏点(耐力)・弾性係数など)
材料力学の参考書籍を見ても、各種材料の縦弾性係数や引張強さの一覧表、みたいなのはあまり載っていません。もちろん、材料の強度や変形について研究する学問なので、個別の材料について詳しく説明しないのは仕方のないこと。とは言え、実際に機械を設計する...
材料力学 【ボルトの強度】軸力に外力(引張)は加算されるのか？
ボルト(ねじ)に適当なトルクを加えて締め付けると、軸力が発生します。軸力とはボルトが引っ張られる力で、被締結物を固定する力となります。一方、ボルトを一定以上の力で引っ張ると破断してしまいます。まてよ？軸力により最初からボルトが引っ張られた状...
材料力学 【材料力学】軸のねじり変形量(ねじれ角)の計算方法(丸棒・パイプ)
軸にねじる力を加えると、当然ねじれるように変形するわけですが、具体的に何rad、何度変形するのでしょうか？単純な丸棒やパイプであれば、それ計算で求められます。軸をねじった時の変形量の計算方法を例題を交えながら説明したいと思います。この記事を...
材料力学 【材料力学】最大せん断応力の計算方法|長方形･円形･H型断面
材料力学の参考書では、せん断応力は荷重を断面積で割ると説明されていることが多いです。でもこれ、実は「平均せん断応力」なんです。つまり材料内部のには、平均せん断応力以上の応力が発生している領域があるということ。今回は、長方形、円形、H型断面の...
材料力学 【材料力学】はりのたわみ計算方法･例題で解説
機械設計において、はりのたわみ(変形量)を計算する機会は数多くあります。今回は比較的単純な荷重条件のたわみの計算方法を説明します。荷重を加えたはりが曲げ応力やせん断応力により破壊するかの計算は下記が参考になります。関連記事【材料力学】機械設...
材料力学 せん断応力による滑り変形量(ひずみ)の計算方法
部材にせん断荷重がかかった時のせん断ひずみにより、どれくらい滑り変形するのか？その計算方法について説明したいと思います。とは言え機械設計において、せん断応力による滑り変形量を計算する事は、はっきり言ってほとんど無いかもしれません。せん断ひず...
材料力学 【材料力学】引張荷重を加えた部品の変形量(伸び)の計算方法
機械設計において、部品の変形量を計算する機会は多々あります。何Nの荷重を加えたらどれだけ変形するかの計算の仕方について説明します。今回は最も基本となる、棒状の部材を引っ張ったら何mm伸びるか？について。引っ張った時に破壊する強度を計算したい...
材料力学 【材料力学】機械設計の強度計算のやり方･計算例付き
機械を設計するために強度の計算が出来ることは重要です。強度の計算は「材料力学」という学問を使うのですが、一通り勉強しても「で、結局どうやって計算したらいいの？」ってなりがちです。実務で使いやすいようにシチュエーションごとの強度計算方法を整理...
材料力学 【材料力学】長方形・正方形断面のねじり応力、ねじれ角の計算方法
ねじりを受ける機械部品は丸棒やパイプ等、円形断面の軸が多いですが、長方形や四角形等、矩形の断面形状部材にねじり応力(せん断応力)が発生することもあります。そんな長方形、正方形部材がねじられたときに発生する応力の計算方法について説明します。こ...
材料力学 【材料力学】ねじり応力の計算方法･軸が破壊するトルクと寸法の決め方|丸棒,パイプの場合
断面形状が円(中実円)の丸棒、パイプ状(中空円)の軸にトルクがかかっている時、発生している応力がいくらなのか、どれほどのトルクをかけると破壊するかの計算方法について説明します。これを読めば、ねじり応力の計算と、軸が破壊または永久変形するかの...
材料力学 【ジョンソンの式】座屈荷重の計算方法|アルミ等ランキンが使えないときの代用に
機械設計において座屈荷重を計算するとき、オイラーの式とランキンの式が有名です。比較的長い柱はオイラーの式、短い柱はランキンの式、という使い分けをするのですが、柱の材料によってはランキンの式が使えないときがあります。そんな時に「ジョンソンの式...
材料力学 【材料力学】座屈荷重の計算方法|ランキン・オイラーの式
長い柱の軸方向に圧縮荷重がかかると、柱が圧縮によって潰れるより先にくにゃっと曲がってしまいます。これを座屈といいます。柱が座屈により破壊しないか？機械設計における強度計算方法について計算例を交えて説明します。座屈以外の強度計算は下記の記事が...
材料力学 【材料力学・曲げ応力】片持ばりの曲げ強度計算方法
片持ばりなどに曲げる荷重が加えられたとき、もとに戻らないほど変形(永久ひずみ)が残ったり、破壊したりしないか、と言った機械設計における強度計算方法について計算例を交えて説明します。曲げ以外の強度計算は下記の記事が参考になります。関連記事【材...
材料力学 【材料力学】せん断応力、せん断強度の計算方法
部品にせん断荷重が加わった場合に発生するせん断応力、部品は壊れないか、どれほどの荷重で破壊されるのか、と言った機械設計における強度計算方法を説明します。せん断以外の強度計算は下記の記事が参考になります。関連記事【材料力学】機械設計の強度計算...
材料力学 【材料力学】引張強度の計算方法・どれだけ力を加えると壊れる？
ある部品を引っ張ったり、他の部品を吊るしたとき、どれほどの荷重(力)で破壊されるのか、と言った機械設計における強度計算方法を説明します。引張以外の強度計算については下記記事が参考になります。関連記事【材料力学】機械設計の強度計算のやり方･計...