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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:ブラケットの強度計算について)

ブラケットの強度計算方法と最適な板厚について

2023/10/16 19:24

このQ&Aのポイント
  • ブラケットの材質や板厚について、重さによる変位や強度の確認方法が知りたい。
  • 設計初心者のため、ブラケットの強度計算方法について教えてほしい。
  • ブラケットの設計において、フランジ根元より変位が起きないような最適な板厚を知りたい。
※ 以下は、質問の原文です

ブラケットの強度計算について

2009/10/10 16:38

設計初心者です。
縦板に下図の様なハット断面(幅55mm)のブラケットを設定し、ブラケットには1.3~6.5kg(max)の物を取付けます。
ブラケットの材質/板厚は、SPHC/t2.3に仮決めしていますが、重さのためフランジ根元よりブラケットが変位しないか、最適な板厚か確認したいのですが、計算方法が分かりません。
考え方も含めご教授願います。宜しくお願いします。

|
||       
||_____
| ↑ | ____
| || |
| 105 ||6.5 |
| || kg|
| ↓ ||____|
| _____|
|| ↑25
|| ↓
|
←40→

回答 (3件中 1~3件目)

2009/10/10 22:00
回答No.3

簡単には、応力(σ)=モーメント(M)÷断面係数(Z)の計算式で確認
します。後で、ネットや設計書籍で詳細内容を確認下さい。
さて、σ=(40mm×6.5kg)÷{2(×1/6×55mm×2.3mm×2.3mm)}の計算式
で、σ=2.68kg/mm2となります。
SPHCの引張強度は28kg/mm2程度なので、1/10の応力であり変形はしない荷重
です。
最後に、老婆心ですが、ハット形状のコーナー部を補強するために、V字の
窪みを2箇所/コーナー程度入れると、より強い形状となります。

変形はしないは、塑性変形しない事です。

以下のURLを確認下さい。
http://www.nmri.go.jp/eng/khirata/design/index_j.html
特に、“もの作りのための機械設計工学”の
第2章 機械の強度と材料 に出てくる“安全率”を確認下さい。
只、URLは簡易資料なので、機械設計又は工学便覧や機械設計書籍で、基礎
から確認する事をお奨めします。

V字の窪みは、判りましたでしょうか?
ホームセンター等のハット形金具を確認すれば、判ると思います。

お礼

2009/10/11 13:13

回答有難うございました。大変参考になります。
書籍で鋼板の機械的性質を確認しまして、引張り強さしか書かれていませんが、この値より大きければ塑性変形が始まり、最終的に破断するという解釈でいいのでしょうか。また設計者によって考え方がばらつくと思うのですが、鋼板の場合、引張強さに対しどれくらいの応力に収めたいのでしょうか。

質問者

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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
2009/10/10 20:23
回答No.2

外力が掛からなければ大丈夫でしょうが、
・3.2tへ変更する
・□40or□50×3.2tの角パイプを使用する
・回答(1)さんのおっしゃるとおり鉛直105mm方向に折り曲げを入れる
などにしたほうが良さそうな感じがいたします。

また、ブラケットの変形もさることながら、6.5kgのモノを2.3tの板に
どのように取り付けるか気になります。
ネジ止めの場合、ナットサートorナット溶接orボルト/ナット締め...
が考えられますが、取り付け箇所数によっては板厚が薄いかもしれま
せん。


3次元CADを用いれば容易に変形量も自動計算できるのでしょうが、私の
周囲では経験による直感での設計していました(10年以上前の話です)。
今は便利なサイトが沢山ありますね。私もひとつ貼っておきます。

お礼

2009/10/11 12:32

回答有難うございました。
取付け方法については、ナット溶接x4を考えております。板厚が薄いかもというのは、固定部の面ひずみによるボルトのゆるみなどのことでしょうか。
また、参考のサイト有難うございました。

質問者
2009/10/10 18:04
回答No.1

ごく単純化すれば、幅55mm、厚さ2.3mm、長さ40mmの片持ち梁2本で
6.5kgの荷重を支持すると考えれば概算(見当をつけることが)できると
思います。

上記の計算をすると、6.5kgの荷重をかけた場合、0.06mm程度下がる結果です。

精度を上げるには、取付部の剛性(固定度)、105mm長部の変形を含め
ラーメン構造として解く必要があると思いますが、小生の手には余ります。
単純な板金ですから、実際に作って測定した方が早そうですね。

勝手に105mmを鉛直方向と思いこんで回答しましたが、意図された方向と
合っていたでしょうか?

剛性を上げることが目的ならば、折り曲げ方向を90°回転させ
40×105の面を鉛直として荷重を受けた方が合理的と思います。

#3回答者さんのご指摘と重複しますが、0.06mmの変形は弾性変形ですので、
荷重を取り去れば元に戻ります。

お礼

2009/10/11 12:17

迅速な回答感謝しております。
鉛直方向(↓)は、間違いありません。確かに、補足でおっしゃっている折り曲げ方向を90°回転した方が合理的ですよね。端材が使用ができないか検討しておりましたので、絵の方向にしていました。

質問者

お礼をおくりました

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