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アルミ板の自重によるたわみについて教えてください
2023/10/14 01:19
- アルミ板の自重によるたわみについて詳しく教えてください。
- 1000×1000で板厚18mmのアルミ板を四隅で支えた場合、中心でのたわみは何ミリぐらいになるのでしょうか?
- アルミ板とサイコロを床に締結した状態での自重によるたわみについても教えてください。
アルミの自重によるたわみ
2004/03/04 10:57
アルミ板の、自重によるたわみについて教えて下さい。
1000×1000で板厚18mmの板を四隅で支えた場合、中心でたわみは何ミリぐらいになるのでしょうか?
考え方と計算式などありましたら教えていただきたいのです。
追記いたします。
1000×1000の板の4隅の下にサイコロを置いた(板とサイコロ、床はネジにて締結)状態を想定しております。
質問者が選んだベストアンサー
板を上から見た絵です。
A| ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄|B
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C|________|D
A,B,C,Dは支点名。
考え方;
?ABで幅10mmの等分布荷重によるたわみを計算する(サイコロの一辺の長さを10mmと仮定)。
??のたわみ量は,板厚に比較して微小として,ACで,同様に,幅10mmの等分布荷重によるたわみを計算する。
?最大たわみ点は,板の中央だから,?の最大たわみ量と?の最大たわみ量を加算する。加算したたわみ量が,板の中央における最大たわみ量とみなす。
計算;
計算式:δmax=5wL^4/(384EI)
δmax:最大たわみ(mm)
w:等分布荷重(この場合は,w=0.486kg/m)
L:スパン(この場合は,L=1m)
E:アルミの縦弾性係数(E=70GPa=7.1x10^9kg/m2とする)
I:断面二次モーメント(この場合,I=4.86x10^(-9)m^4)
したがって,A-Bでは,
δmax=(5x0.486x1^4)/(384x7.1x10^9x4.86x10^-9)=1.83 x 10^(-4) m =0.183 mm
また,A-Cでは,同様に,
δmax=0.183 mm
板の中央のたわみ量δは,
δ=0.366 mm
となります。
#6の答えと近くなります。
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その他の回答 (7件中 1~5件目)
サイコロの大きさと厚みを指定できれば有限要素解析で求まります。6061材と仮定して4隅を点拘束と仮定すればアウトプットは平面の中心で約0.33mmのたわみ変形になります。撓みの変化はほぼ、同心菱形様に変化します。(Pro/ENGINEER)
きちんとした結果(もっと詳細な形状を織り込んでの)は解析を扱っている業者に依頼すれば、いろいろなバリエーションデータなど提供していただけるかもしれません。
補足
2004/03/05 19:02
度重なる回答ありがとうございます。
業者さんにお願いする予算が無く、質問させていただいておりました。
本当にありがとうございました。
今までの回答を出された方へのコメントも含めて。
1)対辺のみ拘束・・・No1、No4の回答に相当
2)全周拘束・・・No2の回答に相当
3)4隅のみ拘束・・・有限要素解析を利用するしか手立てはないというのが実感。
手計算でやるとする場合は四辺形の対角点を拘束して
菱形の断面変化を考慮した計算が基本になると思います。(式の組立は当方のレベルでは実際は想像がつかない)
No1へのコメントですが、{現実と異なる}という仮定はちょっと危険です。しかも質問された構造体に対して安全側に(たわみの少ない方)へのリードをされています。ご留意を。
お礼
2004/03/05 13:09
ありがとうございます。
まずどのように考えるべきかでつまずいています。
いろいろなご意見があり、参考になります。
今後とも宜しくお願いします。
アルミの板を四隅で支持した場合に、ドーム状に撓むのではなく、?かY方向に選択的に撓むと想定した場合の撓み量を参考URLの技術計算メニューの「はりのたわみ計算」で計算してみました。
条件は、軟質アルミ平板1000*1000*18の相対する辺を単純支持した場合の自重のみによる撓み。
結果は中央で、0.176mm。
数字を入れ、材料を選択するだけで解が得られますのでお試しください。
お礼
2004/03/05 13:07
ありがとうございます。
URLのご紹介もとても助かります、今後利用していきたいと思います。
#2で回答したyukioです。
#2の回答は,4辺支持の場合の計算で,質問の意図を外したようで申し訳ありません。
#1の回答を見て,質問の意図と違うことに気づいたので,書かせていただきました。
角それぞれを4点で支えた場合,#1の回答のようになり,材料力学の本に計算式はありませんでした。
横幅と立幅は共に1000mmで板厚18mmのアルミ板で,四隅を拘束しないで(曲がることを拘束しない支持)支える,と解釈すれば,材料力学の本に載っている計算式で計算できます。「直方体であって,等分布荷重,4辺支持」の計算式です。
考え方:アルミ板の自重を等分布荷重に置き換えるて,計算式に入れる。
計算式:δmax=αpa^4/(Eh^3)
δmax:最大たわみ(mm)
α:微小たわみ理論によるたわみ係数(この場合は,α=0.045)
p:等分布荷重(この場合は,p=48.6kg/m2)
a:短辺の長さ(この場合は,a=1m)
E:アルミの縦弾性係数(E=70GPa=7.1x10^9kg/m2とする)
h:板厚(この場合,h=0.018m)
したがって,
δmax=0.045 x 48.6 x 1^4/(7.1 x 10^9 x 0.018^3)=5.28 x 10^(-5) m =0.053 mm
δmaxの位置は,中央になります。
お礼
2004/03/04 13:03
丁寧な回答ありがとうございます。
勉強になりました。
お礼
2004/03/05 19:06
前回同様、大変丁寧な回答ありがとうございます。
このような回答をいただけると、本当にうれしいものです。
本当にありがとうございました。