筐体の設計　(耐荷重,許容荷重)について

2007/11/27 10:34

初投稿です。
自分は今の仕事で設計を始めたばかりですが、装置に取り付ける筐体の設計に今取り組んでいますが、強度(耐荷重),許容応力計算で悩んでいます。
設計する筐体は大きな装置の側面に取り付くイメージで片面で固定し、筐体の下は何も無い状態です。

悩んでいる部分は
(1)下記A部材との結合部分の筐体の板厚　(強度的に何mm?)

(2)A部材とB部材のひっかかり部の強度は大丈夫か（ボルト締めではなくただ引っ掛けている構造です)

です。　

　　　　　　　　　　　　　 |　
| 　　　　取り付け側
_______________ ____|_
　　|　 | | |
　　|　　　　　　　|___________|B　|　　　　　　
| 　ボルト_|__ ___ |　_|___ ボルト
| 筐体　 | A | | | |
| ボルト_|__ | |___| _|____ ボルト
|______________|____|__________|

上の図は構造を横から見た図になっています。

筐体の重量(中身をすべて入れた状態で)は 40Kg
筐体サイズは300×330×500mm

構想では筐体はアルミ　A2024を考えています。 (引張強さ 430 N/平方ミリメートル)　厚さは2mm程度

A部材とB部材の引っかかり部寸法図(縮尺はいいかげんです、すみません)
_______
|←　　44　　　　→ | |
筐体____|___________________| 　　|　
| A | |
____| _______ _ | |
↑ | | | ↑ | B |
90 | | | 30 | |
| |←14→|_↓___| |
| | |
___↓_|_ __ |____________________|
| |← 44 →|

A,B部材とも板厚はすべて同じで考えています。(現14mm)
Aの長さL=350mm
Bの長さL =1100mm

ここでの他の質問者が受けておられるアドバイスのように図書館等で材力、設計便覧等読みましたが、ぜんぜん考え方の理解、式の適用がわかりませんでした。

すみませんが教えていただけますか。

なにか情報等で足りないものがあればすぐお伝えします。
文が長くなってしまってわかりずらいかもしれませんがよろしくお願いします。

noname#230358

通報する

回答（8件中 6～8件目)

noname#230359

2007/11/28 09:19

回答No.3

解答をご自身で解析されたではないですか

後は、背中を押してくれる人が必要のようですね

荷重形態は　静荷重・動荷重・繰り返し荷重・片振り荷重・交番荷重

荷重頻度はその荷重が使用期間中に亘って掛かるのか、一部短時間に
掛かるのは違い

許容応力はアンウインの安全率を参考になさればよいと思います

剪断荷重と曲げモーメントから各部の形状寸法を確認すればいいと思います

参考URLを載せます

こちらへのHPに質問されるとレッドカード物です

一度ゆっくりご覧になってください

経験が豊富な設計者が作った物は単純でスマートです

私が、背中を押しますか？

【参考】http://www.kikaikaihatu.com/bigindex/index50.shtml http://www.kikaikaihatu.com/sekkei/20040713.htm

補足

参考URLありがとうございます。

見させていただきました。

解答の解析というお言葉ですが、まだ解を求める以前の問題です。

荷重形態、荷重頻度、許容応力は理解が進みましたがやはり実際の計算の考え方がわからないのですが、

せん断荷重ですがせん断応力がMaxに働くと思われるところは各々(A部材と筐体、AとB部材の連結部部分と思います。
下記のモデルの考え方であっていますか？

A部材と筐体
| 筐体の板厚
　　　　　　↓　　 ↓せん断荷重方向
　　　　　　||
__||__
　筐体 __||__ボルト　　A部材
||
||

このモデルで考えるとτ=W/Aの断面積Aがわかりません。
この筐体の一面全体(後面)300×500ではもちろんないでしょうし。

あと曲げモーメントについて
断面2次モーメントの考えでなく、単純な片持ち支持はりの考えでいいのでしょうか？
ただこの場合、筐体後ろ面のモデル化(考え方)は難しいと思われます。
　　　　　　　　　　　 |　
| 　　　　取り付け側
_______________ ____|_
　　|　 | | |
　　|　　　　　　　|___________|B　|　　　　　　
| 　 W _|__ ___ |　_|___ ボルト
| 筐体 ↓ | A | | | |
| _|__ | |___| _|____ ボルト
|______________|____|__________|

仮に後ろの面を簡単な片持ちはりでモデル化すると

荷重のかかる方向もイマイチあいまいですが

W
_↓_________|______|______
　　　　　　　　　　| 　 | △
ボルト　ボルト

時間が経ち、うんざりされているかとは思いますが、教えていただけないでしょうか？
よろしくお願いします。

2007/12/05 10:20

回答を評価する（0）通報する

お礼する質問者

このQ&Aは役に立ちましたか？

はい（0）

この質問は投稿から一年以上経過しています。
解決しない場合、新しい質問の投稿をおすすめします。

質問する

noname#230359

2007/11/27 14:03

回答No.2

＞取り付け側　の　強度(構成部材の板厚等）大丈夫ですか

＞構想では筐体はアルミ　A2024を考えています。
　(引張強さ 430 N/平方ミリメートル)　厚さは2mm程度

この部材と取付金具Aとの固定方法が一番ネックになるかもしれません

１．最大荷重
２．荷重形態
３．荷重頻度
４．許容応力
５．安全率（３．と関連）
６．応力集中
７．切り欠き係数

等から解答は出たも同然です

補足

すみません。

自分のレベルではまだ解にたどりつく以前なのですが、

＞取り付け側　の　強度(構成部材の板厚等）とは筐体とは反対側のB部材との
連結部のことでしょうか？　取付側は大きな本体となっているので板厚等は考えなくても大丈夫です。

1～7で自分で解る範囲を書きます。

1.最大荷重は40Kgfとして392N

2.荷重形態は解らないのですが結合面に等分布なのでしょうか？

3.荷重頻度というのもあまり言葉自体わからないのですが、
自分では静荷重のような考えでいます。

4.許容応力は
許容応力＝基準の強さ／安全率より　JISから安全率4を適用するとして
A2024の引張強さ 430N/平方メートルより

=430/4
=86N/平方メートルと考えています。

6.応力集中は考え方としてA部材と筐体の結合する面の接線に応力集中がかかるのでは？と思いますが　応力係数とともにはっきりとは自分にはわかりません。

7.6と同じでわかりません。

AとBの引っ掛け部の強度も1～7の考え方(計算式)と同じなのでしょうか？

すみませんがもう少しレベルを落して説明いただけますか。

2007/11/27 19:32

回答を評価する（0）通報する

お礼する質問者

noname#230359

2007/11/27 11:01

回答No.1

初めてで、ドキドキしますよね

１：＞筐体の重量(中身をすべて入れた状態で)は 40Kg→不可抗力で
　　　突発的な外力の掛かる可能性は有りませんか

２：＞Aの長さL=350mm　Bの長さL =1100mm　→　Bの1100ｍｍをはみ出ない
　　　どの位置にL=350が有ってもいいのですか　、L方向に外力が掛かる
　　　加工性は有りませんか

３：頻発的にA部品B部品を掛け外しするのですか、下方から30ｍｍを超える
　　外力が発生しませんか、はずれ防止は必要無いですか
　　　
４：４０ｋｇの筐体の取り付け位置は床面からどのくらいの位置ですか
　　人がその下方に存在することは有りますか

５：引っ掛け部は黒皮のままですか、それとも機械加工しますか
　　溶接構造ですか、曲げ加工ですか（１４ｔくらいなら曲げ可能）

補足

DM　様

お忙しいところ早い回答ありがとうございます。

1：不可抗力はあり得なくはないので、考慮したいと思います。
事象として考えられるのは人が手をのせることです。
力は5Kgfぐらいの力ではないでしょうか。(人の移動時の手にかかる力? 足場は別)

2：どの位置でも良いというわけではないです。
B部材のL方向両端には受けのような物は付けます。
L方向への力は可能性適にゼロではありませんが。
(通常時は低位置でL方向へは動かしません)

3:AとBの掛け外しは、頻度としてなにかトラブルが起きない限りありません。
下からの外力は人が意図しない限り加わらないと思いますし,仕様上もそのような扱いをする予定はないです。(はずれ防止は検討します)

4:地上から2.4M
下にいることはあります。
頻度としてはどのくらいとは簡単には言えませんが。

5:機械加工します。
仕様上　精度(平面度)は必要なので。
曲げ加工についてはメリットが見いだせないので削り出しで考えています。

これで補足の回答としては十分でしょうか？
すみません、ツンケした文になってしましましたが、他に計算等の前に情報として最低限必要なことありましたら聞いてください。