シャフトのねじり強度について

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シャフトのねじり強度について

yube1004さん
質問日時: 2017/11/22 21:18

材料の引っ張り強度(応力)がわかっているとき、その材料を使った丸棒(シャフト)のねじりによる静破断強度(ねじり許容応力)を求める方法を教えてください。素人質問で恐縮です。

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回答1
回答日時 : 2017/11/26 16:50

kiyos06さん

1)YahooやGoogleで「引張応力 ねじり応力」を検索する。
2)下記のようなサイトが出てきます。
https://www.nc-net.or.jp/knowledge/morilog/detail/30105/

10)到達できる検索法
http://plaza.rakuten.co.jp/kiyos06/diary/201706110000/

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回答2
回答日時 : 2017/11/28 00:54

改魔神さん

まず引張強度に対して剪断強度は50%ぐらいだと考える(一般的)
素材強度が40Kgrf/mm**2だとして剪断強度は20Kgrf/mm**2
さて 軸の半径がRとして一番外側の1mm部分の面積は ざっぱな計算で2*R*π*20Kgf/mm**2  その1ミリ内側は 2*(R-1)*π*20Kgrf/mm**2  これを R=Rから R=1まで積分すれば 強度が計算できます
材料力学の教科書を見れば この積分の結果が公式として書かれていると思いますが 基本的な考え方はこんな感じです
ざっぱな計算といったのは 本当は πR**2-π(R-1)**2でお計算すべきですが 直径掛けるπ掛ける幅で計算しても大して誤差がないので こんな感じで考えたほうが計算が楽になるというわけです
自分でソフトが組めれば数値積分で 予算があれば理屈は抜きにして強度計算ソフトってのもありです(お勧めはしませんが)

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回答3
回答日時 : 2017/11/28 17:04

改魔神さん

https://www.nmri.go.jp/eng/khirata/design/ch05/ch05_01.html
http://www.mech-kait.net/student/misawa/zairiki-shiryo/tortion.pdf

暇に任せて 関連しそうなサイトを探ってみました
はじめの奴は 式が簡単に出て居るので 速攻で使い易いと思います
2番目の奴は 先に書いたねじりを如何考えるか?と言う考え方が掛かれています

何故 こんな公式が出来て居るのか?を 考え方ベースで理解していると 意外と応用が効く様に成ります

最後は 計算どおりに物ができているとは限らないので 確認実験が必要だと思います

加工が設計どおりに出来ていない場合 変な傷とかが有ると 其処から一気に壊れる事もあります
また 荷重条件が計算どおりで無いと 一瞬のオーバーシュートでねじ切れることもあります
機械の使用上件によりますが 安全率は充分に見ておいてください
(但し 過剰の安全率はコストUPに繋がります)

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