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偏心荷重を受けるシリンダロッドの座屈強度計算について
2023/09/07 03:49
- クレビス型油圧シリンダをピンで受けるよう設計している際に、偏心荷重を受けるシリンダロッドの座屈強度を計算する方法について悩んでいます。
- 現在手元の材料力学の本にある「偏心荷重を受ける長柱」の項を参考にしていますが、式に代入するとcos(al)が負の値になってしまい破損のリスクがあります。
- 一方、インターネットで見つけたページではcos(al)がcos(al/2)として計算されているため、どちらの式を採用すべきか迷っています。ロッドの長さは1000mmで、偏心量は10mm程度です。
偏心荷重を受けるシリンダロッドの座屈強度計算につ…
2008/05/20 17:08
偏心荷重を受けるシリンダロッドの座屈強度計算について
シリンダ推力に対するロッドの座屈を考慮した強度計算方法について
悩んでいます。
クレビス型油圧シリンダをピンで受けるよう設計しているのですが、
機械のスペースの関係からクレビスの中心とロッド芯が偏心しています。
イメージとしては下図のようになります。（見づらい図ですみません）
←→シリンダ伸縮方向
______
|
|_____
|_____| ←クレビス
______|
↑
ロッド
手元の材料力学の本にある「偏心荷重を受ける長柱」の項から
最大応力σmaxに対し
σmax= -W/A + Wc/(cos(al)*Z)
なる式は見つけたのですが、この式に代入すると cos(al)<0
となってしまいます。実際に稼働している機械において破損がないため
他の式を探し、以下のページを発見しました。
http://www.sydrose.com/creativedesignengine/HTML/aa3-00705/aa3-00705-h2.html
こちらの式ではcos(al)がcos(al/2)になっていますが、
このケースではどちらを採用したらいいでしょうか？
ロッド長さは1000mm、偏心量10mm程度です。
質問者が選んだベストアンサー
詳しい事は、判りませんが、支柱下部の指示方法が、
＊ 自由
＊ 固定
の様な違いがありませんか？
なければ、？？です。より厳しい条件の式で確認かな？
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その他の回答 （4件中 1～4件目)
両端ピン支持（上端ピンローラー？）で計算するのがよいのでしょうか？
ＹＥＳ です。
お礼
2008/05/21 15:29
回答ありがとうございました。
両端ピン支持の条件で計算し、検討することにします。
偏心荷重を受ける柱の強度計算ということですよね？
私の参考書では柱が短くて荷重が小さければseckl/2≒1ととることが出来る
というようなところがあるので、恐らくここらへんのせいだと思いますので、
小さい計算結果の方を取れば良いと思うのですが（sec=1/cos,k=aです）
計算の公式自体の意味まで解説してあるような参考書を手元に置いて、
その意味をしっかり理解してから使うのが正論ですが忙しいとそれが難しい
ところでSYLは編心荷重を掛けるとロッド強度よりパッキンがより心配ですね
お礼
2008/05/21 10:44
回答ありがとうございます。
sec(kl)またはsec(kl/2)≒1として計算してみましたが、
その結果の安全率＞ランキン座屈としてみた安全率
となってしまい、ちょっと合わないのではないかと感じています。
アドバイスされた通りに参考書を探してみます。
パッキンについても検討してみます。
計算式のDataが、今一で？？？すが、
応力の組み合わせ項目を確認しますと、答えが出てくると考えます。
貴殿で、確認して、組み合せ応力を分解してみて下さい。
お礼
2008/05/21 10:38
遅くなりましたが、回答ありがとうございました。
計算モデルを検討してみます。
補足
2008/05/20 18:24
説明足らずですみません。
応力としては圧縮応力 Ｗ／Ａ （Ｗ：推力，Ａ：断面積）
が両者で共通で、
曲げ応力ですが Ｗｃ／cos(ａＬ) ／Ｚ
と Ｗｃ／cos(ａＬ／２）／Ｚ
（ｃ：偏心距離、ａ＝√（Ｗ／ＥＩ）
Ｅ：ヤング率、Ｉ：断面二次モーメント
Ｚ：断面係数）
の資料があります。
どちらともロッドのたわみを考慮して曲げモーメント
に係数をかけてと思うのですが、どちらの式を適用していいかが
判断できません。
Ｌは柱長さ（この場合ロッド長）です。
お礼
2008/05/21 12:51
回答ありがとうございます。
材料力学の本（sec(al)のもの）は下端固定支持、上端自由でした。
もう一つの式については支持条件が書かれていません。
確かにシリンダの場合は前者に当てはまらないような気がします。
両端ピン支持（上端ピンローラー？）で計算するのがよいのでしょうか？