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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:(結構基本です)梁の応力について設計者の意見を聞…)

梁の応力について設計者の意見を聞きたいです

2023/10/18 08:30

このQ&Aのポイント
  • 応力集中を考慮していない3タイプの梁の根元部の応力について設計者の意見が分かれています。
  • 一部の設計者は、太い箇所がある梁(Type B)では変形させる力が根元に集中し、細い箇所がある梁(Type C)では変形が根元に伝わらないと主張しています。
  • しかし、質問者は3タイプの梁は同等のBMDであり、根元部の応力に差異が生じるとは考えられないと述べています。
※ 以下は、質問の原文です

(結構基本です)梁の応力について設計者の意見を聞…

2010/03/08 20:30

(結構基本です)梁の応力について設計者の意見を聞きたいです

↓f   |固定壁
----------------------------------|/
梁(Type A) σa|/
----------------------------------|/
|/

↓f |~~~~~~~~~| |固定壁
--------- ----------------|/
梁(Type B) σb|/
----------------------------------|/
|/

↓f |固定壁
---------| |-----------|/
-------------- σc|/   梁(Type C)
----------------------------------|/
|/

説明イラストをアスキーアートで失礼します。
上のような3タイプの梁を用意したとします。
Type Aは一定断面の梁
Type BはType Aに比べて途中だけ太くなっている梁
Type CはType Aに比べて途中だけ細くなっている梁
とします。それぞれ梁の長さと材質は同じとします。
それぞれの梁の先端に同じ大きさの集中荷重があります。

就職して設計業務の部署へ配属されたのですが、根元部の応力σが

σc<σa<σb

となると話す先輩が少なからずいます。概ね主張は以下のようです。
?Bは途中が太い分、力の変形させる作用が根元に集中する。
?Cは細いので、そこが変形して根元まで力が伝わらない。
?力を掛ける部分がゴムとか紙ならその辺だけ変形するだろう?
で、根元に影響しない。極端な考えだがそういう感じ。

自重による応力の増減を考えているわけではなく、自重による変形を考慮するような設計をする業務でもありません。

応力集中を考慮しているわけでもありません。実際の設計でもキツイ応力集中を意図的に作るような事はありません。

私としては、3タイプともに同等のBMDで、(全域で弾性変形として)根元部の応力に材料力学的な考えからは差異が生じるとは到底考えられません。”紙とかゴムとか、、”と言った主張に対しても、そもそも前提がおかしいとしか考えられません。

ただし、上司には私にはない経験があるはずです。もしかしてそういう経験則なり自分の知らない領域なのかと思うと即反論するには弱いので今のところは流しています。ただ、、そろそろ考えを統一しないと良くないので、設計業務に経験のある方々に聞いてみようと久々に当サイトで質問しました。

ちなみに、SolidWorksで同様のモデルを作り、応力分布を解析してみましたが、やはり差異は見られませんでした。みなさん、どう思いますか!!??

長々と失礼しました。

回答 (8件中 6~8件目)

2010/03/08 23:09
回答No.3

先輩方は、先端に等しい荷重ではなく等しい変位を与えた場合のような状況
を回答なさっていると想像します。
実感としては、剛性が低い方が力が伝わりにくいというあたりに根拠がある
と思います。

先輩を理屈で説得しようとしても、うまくいかないような予感がします。
「中間が細い方が剛性が低いから、力が伝わりにくいんですね」程度で
相づちを打っておけば波風立たないように思いますが如何でしょうか。

先輩方も、剛性の低い方が変位が大きくなることは了解済みのように想像
します。

私自身そこそこいい歳ですが、貴方のような状況であれば先輩に噛みつきそ
うに思います。この掲示板は、処世術の掲示板ではないことは確かと思いま
す。適切な対応をお伝えすることができなくて申し訳ありませんが、実力を
蓄えて健闘なさることを期待します。

補足

2010/03/08 23:27

そうですね、確かに”等しい変位を与えた場合”理由はともかく
辻褄があうと思います。ただ、、この話は
”○○Nを負荷して破損無きこと”
を見極めるテスト結果への対策の中で出てきたので、変位説も
ないと思います。

社会人としての立ち回り、重要だと思います。学生の時なら
速攻で噛み付いていたでしょう。同期ならなおさら(笑)
ただ、図面のチェックルートで、人ごとに理屈を変えて
説明するのもどうかと思います。設計の思想は多様でよいかも
しれませんが、理論は多様となるのは疑問です。
どうでしょうか?ペーペーがあんまり偉そうなこと言うのも何ですが^^;;

質問者

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質問する
2010/03/08 22:21
回答No.2

小生も、根元部の応力は、σc=σa=σbで同じと考えます。
(自重の差は、無視するんですよね)

お礼

2010/03/08 22:34

そもそも軽い部品ですから、自重は無視です。
上司の真意がどのようなモノなのか・・ちょっと見極めて
議論なり考察してみようと思います。

質問者
2010/03/08 22:07
回答No.1

3者とも根本の応力は同じでしょう
F*Lですから。
ただ、梁の先端の曲がり(たわみ)は違って来ますよ。
そこの処を先輩方は言って居るのかもしれませんね。

お礼

2010/03/08 22:32

ありがとうございます。一応学生時代も材料力学は得意の講義でしたし、
材料力学をかっ飛ばすような理屈が優先される事はまあ無いと思いましたが・・
「途中弱くした方が根元の負担へると思うなぁ」
と言われたんで、、先っちょの話は無いと思います。
もちろん、たわみ量に差があるのは分かります。

質問者

お礼をおくりました

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