フックの荷重計算方法

2008/02/08 18:00

お世話になっています。今回はフックの荷重計算について教えて下さい。
下の図の様な銅のフックに重りをぶら下げた時にフックが変形(開かない)しない許容荷重を計算で出したいと思っています。

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具体的な数値は、銅の径が10ｍｍΦで、フックの開き角度は、2ヶ所共に120°です。
過去にこの質問と酷似した質問の回答を拝見しましたり、いろいろ他の調査もしてみましたが、やはり明確で具体的な計算方法がわかりませんでした。ご専門の方いらっしゃいましたらご教授お願いいたします。

noname#230358

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noname#230359

2008/02/12 11:22

回答No.3

☆ 引張での荷重確認は、上下のストレート部で計算します。
　フックの引張許容荷重は、
　（π/4×10mm×10mm）×1.3kg/mm2 ≒ 102kg
　　<引張応力；130kg/cm2 ⇒ 1.3kg/mm2>

☆ 曲げでの荷重確認は、前回回答内容で計算します。
　フックの曲げ許容荷重は、
　＊モーメント；（曲げ許容荷重×腕の長さ）kg･mm
　　　腕の長さは、不明です。
　＊断面係数；π/32×10mm×10mm×10mm ≒ 98mm3
　＊曲げ応力；120kg/cm2 ⇒ 1.2kg/mm2
　等々の条件で、
　曲げ応力（kg/mm2）＝モーメント（kg･mm）÷断面係数（mm3）にて計算します。
　 <モーメント値が導きだされないため、代入できません>

お礼

どうもありがとうございます。
まさに私が求めていた回答でとても感謝いたします。
もう少し教えていただきたいのでもうしばらくお付き合いお願いします。
引張での荷重確認は理解できました。
曲げでの荷重確認ですが
仮に腕の長さを200ｍｍとすると
モーメント＝曲げ応力×断面係数より
曲げ許容荷重＝曲げ応力×断面係数÷腕の長さ　　数値を入れると
曲げ許容荷重＝1.2kg/mm2×98mm3÷200mmとなり
曲げ許容荷重は0.588Kg
10mmΦの銅にしては想像以上に荷重がちいさいですが
私の計算は合っているでしょうか？
（間違っていたらご指摘お願いします）

もう一つ、断面係数π/32の32という数字の意味も教えてください。
度々、申し訳ありませんがよろしくお願いいたします。

2008/02/12 14:30

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noname#230359

2008/02/11 00:34

回答No.2

単純に、曲げモーメントが掛かると考えて下さい。

力は、2番目の120°部コーナー。
モーメントの腕の長さは、前述部分と1番目の120°部コーナー間。
形状は、1番目の120°部コーナー部分（Ｒか、少しつぶれているか）

お礼

ご教授本当にありがとうございます。
説明不足でしたが
補足しますと今回の件は実際に使用するものでないので
あまり正確なデータは求めておりません。
単純な力学の問題として考えることは可能でしょうか？

大まかな数値でもよろしいので、なんとか
目安となる具体的な計算方法を求めています。
安全率は５その時の許容応力
（引張りｆｔ130Ｋｇ/ｃｍ2、曲げ120ｆｂＫｇ/ｃｍ2）で考えてます。
フック形状はＲ120°でなく単純なＵ字形状の場合でもかまいません。

それではよろしくお願いいたします。

2008/02/12 09:33

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noname#230359

2008/02/08 19:48

回答No.1

情報からではわかりませんが、一番正確な方法はCAEによる構造解析です。許容応力を決める際の安全率等は別ですが。単純な問題としては、ロープがかかる部分の荷重によるはりの曲げ問題になりますが、ロープがかかる部分とフックの支点は同一線上になるはずなので、図示のフックではフックが回転しロープ張力の分解された成分がはり先端荷重になります。

仮に先端過重がわかったとしてもR部に発生する曲げ応力は、理論解はありません。実験結果によるものになると思います。以前の回答でJISに規定があるとの書き込みありましたが、あればそれに沿った形にすべきです。それであればR部の応力に対する情報もあるのでは？逆にJIS規格外なり、そういう情報がない場合はCAE解析を薦めます。

お礼

ご教授本当にありがとうございます。
説明不足でしたが
補足しますと今回の件は実際に使用するものでないので
あまり正確なデータは求めておりません。
単純な力学の問題として考えることは可能でしょうか？

大まかな数値でもよろしいので、なんとか
目安となる具体的な計算方法を求めています。
安全率は５その時の許容応力
（引張りｆｔ130Ｋｇ/ｃｍ2、曲げ120ｆｂ130Ｋｇ/ｃｍ2）で考えてます。
フック形状はＲ120°でなく単純なＵ字形状の場合でもかまいません。

それではよろしくお願いいたします。

2008/02/12 09:32

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