光触媒コーティングは車体の美観保持と環境浄化に効果的

専門書などによれば、「弾性上の板」となる筈で、そう簡単には解けないようだ
但し、フラットスラブ工法なるものが建築にはあるから、其方方面の実用書を
探す方が早い気もする。また機械設計的に見ても、「敷き鉄板」などもそうだが
実は、支圧応力計算だけではダメだ。板には曲げモーメントが生じるからです

そうですか、サンドイッチ構造だったんですねぇ・・・勘違いしてました

要は、敷き板単独の曲げ応力は求められる筈だから当然変位も計算できる
となれば、あとはコンクリートへの力の伝播を考えればよいとなるのだろう
つまり鉄板は現実には変位ゼロと仮定すればその点の荷重が求まりそうだ
先の敷き鉄板単独の変位自体もCAEをもってしても求められない訳は無いな

具体的な荷重の提示が無い事から、単にCAE解析が上手くできないだけなのか？
それで手計算でココで回答してもらって確かめようっということと読んだぞｗ

設計の教本を何度も何度も繰り返し読んで、演習問題を何回も何回も繰り返しやってください。
そして、知り合いや先輩の設計の方に、教えてもらった方がよいですよ。
(教えてもらう前のエチケットが、教本を読んでおくと演習問題をやっておくです。)

さて、コンクリートと鉄板と円筒形鋼材の使用数量は、各１個づつですね。

先ず、鉄板と円筒形鋼材、コンクリートの重量を算出する必要があります。
体積と比重から算出は可能です。貴殿で算出してみてください。
当該の体積を求めて、比重量倍すれば算出できますよね。

次に、鉄板の重量をS1[kg]、円筒形鋼材の重量をS2[kg]、コンクリートの重量をC[kg]としますと、
コンクリートの上面では、S1[kg]＋S2[kg]の重量がかかっており、
コンクリートの下面では、S1[kg]＋S2[kg]＋C[kg]の重量がかかっていることになります。
そして、コンクリートに発生する支圧応力と、せん断応力の計算に関しては、
コンクリートの下面条件で算出します。

最後に、コンクリートに発生する支圧応力と、せん断応力の計算方法ですが、★ 支圧(支柱圧縮)応力に関しては、
　 重量(荷重)kg ÷ コンクリート支柱の断面積mm^2　にて求めます。
　 (S1[kg]＋S2[kg]＋C[kg]) ÷ (1000mm×1000mm) ＝　にての計算となります。
★ せん断応力に関しては、
　 支圧(支柱圧縮)応力×(1/2)　にて求めます。
　 (コンクリートの性質に関して詳しくないので？ですが、鋼材では1/2となります)
　 (S1[kg]＋S2[kg]＋C[kg]) ÷ (1000mm×1000mm) ＝ σa[kg/mm^2]とすれば、
　 σa[kg/mm^2]×(1/2)＝　にての計算となります。

> 計算方法が分かれば、荷重を変えた場合の適正鉄板厚さの検討をしたいと思ってます。
少し、意味不明の記述です。
コンクリートの上に鉄板を敷いて、その鉄板の上に円筒形の鋼材を載せるのは、
重くてしかも角がある円筒形の鋼材を、直接 コンクリートの上に載せて、円筒形鋼材の角が
コンクリートにあたり、コンクリートの一部が破損して、コンクリート支柱が弱くなることを
恐れての鉄板敷きだと思います。
円筒形鋼材の載せ方にもよりますが、鉄板の厚み50mmは適正かなと思います。
(円筒形鋼材の載せ方で、鉄板の厚みが決まると考えます。)

与えられた条件全部を一気に配慮しようとするならＣＡＥに頼ることが良
さそうですね。

ある程度簡略化していいのならば、公式集から近似のものを見つけること
で、手計算でも対応できそうです。

例えば、コンクリートに掛かる圧力分布を計算するときは、鉄板の中心に
集中荷重が掛かるものとして円筒形鋼材の寸法は無視することにして、
鉄板と円筒鋼材の周辺の応力分布は別に計算するなどの方法をとれば、
手計算も可能になると思います。


コンクリート塊と鉄板の形状を円形と仮定すれば、次のＵＲＬの公式を
組み合わせることで、その中心に集中応力が加わり、全体を分布応力とし
て支持するようなモデルで鉄板に加わる応力を計算できると思います。

http://ebw.eng-book.com/heishin/vfs/calculation/DiskMaximumStressAndDeflection/

「ｺﾝｸﾘｰﾄが圧壊やせん断破壊をしない為の鉄板の適正厚みを計算したい」
最初のお問い合わせで、十分に意味は伝わってきました。

「CAEでも行っているのですが、接触定義や要素の大きさを若干変えると応力
　値が結構変わってしまう」
この計算結果が事実なのだと思います。理論的な考え方を勉強することは、
接触定義や要素の大きさの設定（境界条件の設定と言い換えられるかもしれ
ません）が、適切であるかどうかの判断に役立つことです。

「理論計算 ＝ 手計算可能な公式」とお考えであれば、理論計算によって
数値を求めるのは適切ではないと思います。このような理論計算で扱う
モデルは、理想化、単純化したものであり、力の加わり方の詳細や、
複合的な振る舞いについての分析には適切ではないと思います。

CAEにおいても、空間を分割した個々のメッシュでは、理論計算を行って
いると考えて間違いないでしょう。

お礼

2012/02/03 17:35

回答ありがとうございます。
CAEでも行っているのですが、接触定義や要素の大きさを若干変えると応力値が結構変わってしまうので、理論的に平板での接触部分の応力を計算出来ればと思い質問いたしました。
URLを参考に計算してみたいと思います。

質問者