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円板素材における応力とは？
2023/10/18 05:34
- 回転する円板の先端を4つのボルトで固定する場合、円板素材にかかる応力はどのように考えればよいのか疑問に思っています。
- 円板全体にかかる応力を求めることはできましたが、4つのボルトに固定された部位に応力集中が起こる可能性も考慮する必要があります。
- 詳しい方からのアドバイスをいただけると助かります。
【円板素材における応力】
2010/05/27 02:39
回転する円板の先端に、ある装置をを4つのボルトを使って固定します。
このような場合、円板素材にかかる応力はどのように考えればよいのでしょうか？（ボルトの強度は安全なものとします）
円板全体にかかる応力は求めてみたのですが、仮に4つのボルトに固定された部位に応力集中が起こるならば、この部位の応力を求める必要もあるのでは？という疑問もあり困っている次第です。
どなたか詳しい方いらっしゃいましたらアドバイスもらえると助かります。
回答 （3件中 1～3件目)
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円板素材にかかる応力は、先ず回転トルクを算出し、中心点からボルト固定までの距離
（半径）で割ると、ボルト部分に掛かる力が判ります。
その力を受ける円盤部分の面積で割れば、応力が求まります。
（以上が、基本応力です）
円板にボルト穴が明いていて、そこに応力集中が掛かるなら、その部分の切欠き係数
を確認し、基本応力に掛ければ集中応力値が求まります。
（切欠き係数値はネットで検索下さい。丸穴だとMax 3の切欠き係数値だと思います）
最後に、円盤を回転する動力値が判っているなら、
回転トルク[kgf･m]＝動力Ｐ[kW]×102×60÷(2×π×回転数Ｎ[rpm])で求まります。
回転数Ｎ[rpm]は円盤の理論回転数です。
また、その単位は[r/m]や[rev/min]も同じで、毎分当たりの回転数表示です。
お礼
2010/05/27 15:25
＞円板にボルト穴が明いていて、そこに応力集中が掛かるなら、その部分の
＞切欠き係数を確認し、基本応力に掛ければ集中応力値が求まります。
迅速で適切な回答ありがとうございます。とても参考になり助かりました。
確か切欠き係数は平滑材の疲れ限度と切り欠き材の疲れ限度との比だったと思うのですが、
それを基本応力（この場合、円板素材全体にかかる応力？）に掛けると集中応力値が求まるの
ですね。ボルト部分の円板素材の断面積などからその部位の応力を求めることを考えていたの
で、そのことはまったく頭にありませんでした。さっそく調べてみます。
＞円板素材にかかる応力は、先ず回転トルクを算出し、中心点からボルト固＞定までの距離
＞（半径）で割ると、ボルト部分に掛かる力が判ります。
＞その力を受ける円盤部分の面積で割れば、応力が求まります。
＞（以上が、基本応力です）
基本応力についての説明を勘違い（円板素材全体にかかる応力だと）していたみたいでした。
度々のお礼、失礼します。
＞回転する円板の先端に、ある装置をボルトを使って固定
勝手に絵を描いてみました。こんなイメージでしょうか？
回転数、円盤の径、厚さ、ある装置の質量など
概数で結構ですので情報があると回答が得られやすいと思います。
お礼
2010/05/27 15:01
＞回転数、円盤の径、厚さ、ある装置の質量など
＞概数で結構ですので情報があると回答が得られやすいと思います。
確かにそうですね！わかりやすい絵まで載せて下さって本当にありがとうございます。設計している装置もそんな感じです。
回転数：3000rpm
円盤の径：1000mm
圧さ：200mm
ある装置の質量：0.5kg
素材の比重：1.8
遠心力：20kN
お礼
2010/06/01 02:55
はい、おかげ様で解決できました。ありがとうございます。
途中経過としては、4つのボルトではなく、1つのボルトに応力集中が起こる
ものとして考えています。実際の実験で破壊されないためにはそう考えるべきか
と思いまして。