静加重と衝撃荷重によるたわみ量の違い

鋼の場合でも、一般的な安全率は静荷重３、衝撃荷重１２だと言われています
初心の頃に習ったので何の疑問も持たずに、そんなものなのかと思っていました
荷重とたわみから先に言えば、荷重の増加に比例したわみ（変位）も当然増える
これは軟鋼の応力ひずみ線図をみれば応力σ=P/Aだから弾性限度内に証明できる
ただし、ここでの安全率とは引張強さを基準強度としていることに注意したい

戻って、静的荷重と衝撃荷重の比較では、弾性ひずみエネルギーの比較として、
参考文献があると思いました。検索すると参考URL↓が判り易いかもしれません
この中にも、強い衝撃で2～3とあります。鋳鉄と言っても、ねずみ鋳鉄もあれば
ダクタイル鋳鉄もあり比較は難しいが軟鋼に比べ延性に劣るから衝撃に更に弱い

http://www.mech.kagoshima-u.ac.jp/~nakamura/zairiki2/H18-4th-week.pdf
確かに頭で考えると不思議にみえるが、理論的には、そのようです
ｈ＝０ってことは静荷重ですか？？＞違う。撓み分落下しそれが衝撃になるかと
前の回答での衝撃荷重は静荷重の２倍以上はあるってことですよね？？＞そう、
だと思うし、現に上のサイトでは、数学的にそれを明確に証明しているようです

hを無限大にすれば、ある位置から塑性変形が始まるから無限大は考えなくても
良いだろうぅ。当然ながら設計では弾性範囲で考えるべきものと私は思うのです
旧来からある、安全率というのは経験や実験で実証され続けてきたのだろうし、
未だに圧力容器の設計では、最小引張強さに対し4倍の安全率としています。
まぁこれはANSIを元に右から左へJISにしただけなのだろう（物真似という？）
大まかな目安として、これを使うことは私には左程の抵抗は無いのですけどねぇ

回答（４）です。

質問者に合わせて、静荷重や動荷重の安全率を記述しています。
最近は、材料の疲労データ等を使用するみたいですが、初心者は安全率を未だ用います。
そして、動荷重が加わるリズムと材料or構造物の固有振動数が一致すると、共振を起こし
大きなたわみが発生します。
これを解り易く説明する内容が“吊橋と共振”で検索しますと、実例が解ります。

内容を解り易く、質問者の目線で記述した内容です。

iwanaiは、難しい内容を解り難く記述し、後は訳が解らない内容で他を批判し、
煙にまく、非常に厄介な人物なので要注意です。

もっと寛容にならないものかな？

≻ クダラナイ中傷より技術論義すべし
いつも、iwanaiが先に中傷の内容を記述するのに、そのiwanai記述はおかしい。

それと、質問者の記述に、
≻ 一般的に安全率について例えば鋳鉄の場合、静荷重３、衝撃荷重１２とされています
とあり、“静荷重３、衝撃荷重１２”の記述に合わせた内容で記述しています。
それを古い　との内容は、論点にもなっていない。
質問者さんへの記述だったら尚更です。

　↑のお礼の内容が、今一歩理解できません。

≻ 設計する場合、必ず安全率を使用するものと思い込んでいました！
は、解りますが、
≻ 材料の疲労強度を把握した上で安全率を設計するのではないのでしょうか？
は、解りません。
動荷重の繰り返し荷重や交番荷重の回数で整理した内容が、疲労強度です。
ですから、
＊ 静荷重や繰り返し荷重、交番荷重、衝撃荷重で設定されている安全率
と、
＊ 疲労強度を確認した上での安全率
設定は、使用内容は同じでも、疲労強度を基準強さとして安全率を繰り返し荷重なので
５とすると、使用方法が誤りとなります。

S-N曲線から、疲労限度強度を読み取って、（S-N曲線はネット検索して調査下さい）
その荷重を基準強さとして安全率ｆの設定は、安全率ｆ＝ｆm×ｆsとなります。
安全率は、設計者自身が有する経験や知識を利用して決定するもので、材料の欠陥，化学成分，
加工，熱処理等の不均一性，部材にかかる荷重の均一性，出来上がった製品の精度，設計時の
応力見積もりの不確かさなどを補う係数である。ここで、
ｆm：材料の疲れ限度，切り欠き係数，寸法効果，その他の影響を確実な試料から採用できる
場合は，ｆm＝１．１～ １．２程度に取りうる．確実な資料が無く，類似資料から値を
推察するような場合は， ｆm＝１．５以上に取る必要がある。
ｆs：荷重及び応力の推定が確実である場合や製品での発生応力が計算した使用応力値を 絶対に越えないことが保証される場合には， ｆs＝１.１程度に取りうる．予測困難な過荷重や衝撃荷重が加わる恐れのある場合は，ｆs＝１．５～２．０程度の値を取る必要がある。
として、安全係数を設定する。

ですから、１では不充分です。
小生は、設計部品が材料均一性に欠く切り欠き係数，寸法効果，その他の影響を受けると
考えて、１．５からを使用しています。

スロット打ちながらちょっと考えてみた
むろん負けたが

静荷重と衝撃荷重で、同じ荷重値で計算すると
質量と荷重は混同せずに純粋に力で考える


静荷重は一定の力でいいのでひずみ量は一定になるはず
衝撃荷重はインパクトの瞬間に力がMAXになり　ひずみ初めてひずみ量がMAXになると速度は0になり加速度も0になるから力も0になるはず


この時ひずみ量はさすがに一緒にはならないんだろうな
難しすぎて計算できんけど

誤記訂正
タワミ量MAXの時力が０です


簡単なモデル

●←負荷
■←ばね

ばねの上に負荷をおいておく状態が


●
↓←落下
■
この状態が衝撃荷重

負荷の速度はばねで吸収されます

落下によって生じた衝撃荷重（負の加速によって得られた）は
下死点ですべてばねに吸収されます

速度は0になるので衝撃荷重（加速度も0）は発生せず自重だけ

ばねが蓄えたエネルギーは自重分と衝撃荷重
自重分は相殺されますが衝撃荷重分は釣り合いが取れないので　戻ろうとする


>>静荷重と衝撃荷重で、同じ荷重値で計算すると
そもそもこの状態にするのが大変


仮に　同タワミ量の場合　この場合は安全率は同じになるはず
（弾むことを無視すれば）


ということを今日はパチンコを打ちながら考えていた
ちなみに今日はラオウを昇天させてきました
ワンパ地だけど


ちなみに上記モデルは　CBボタンです



必死に押さなくても確定していれば入るし
確定していなければ必死に押しても確定しません



先日はスロットの第3ボタンです

力と質量がぐちゃぐちゃになってるだけ

http://1st.geocities.jp/f_master001/physics/htmlfile/molarity_and_gravity.html


静荷重　＝　力を評価してる

例　
質量Mの物質がテーブルに置いてある

質量Mの物質が地球の重力で引っ張られている力


N(力)=M（質量）ｘ重力加速度（0.98）




動荷重　＝　速度Vで動いている質量Mの物質がぶつかったとき





例
質量Mの物質が高さHから落とした時のぶつかったときの力

ぶつかったときの速度V（空気抵抗を無視）
http://www14.plala.or.jp/phys/mechanics/8.html

v＝√(2gh)＝√(2×9.8×高さ)


ぶつかったときの加速度
加速度ａ＝（Ｖ(速度)－０）/ｔ(停止するまでの時間)


ぶつかったときの力
N=M（質量)x　a(加速度)

止まるまでの時間がぶつかる面の弾性　ぶつかるものの弾性　などパラメータが複雑なので　ざっくり計算している　ので　大きくしている

普通は10倍　設計思想による

一度、URLを確認して、頭の中を整理してください。

≻ 荷重に対するたわみ量の計算をする場合、静荷重と衝撃荷重で、同じ荷重値で計算する
≻ とたわみ量も同じとなるのでしょうか？

衝撃荷重は、急激な力が極めて短時間に働く荷重のことです。
そして、その荷重は静荷重や繰り返し荷重、交番荷重で計算する数値荷重より、
極めて短時間に働く条件内ですが、かなり大きくなります。
その力は、力積と運動量の用語検索にて検索したURLにて求めることができます。
さて、問いに関する回答は、たわみ量も同じとなるケースが多いです。
極めて短時間に働く条件内ですが、かなり大きな荷重が掛かるけれど、たわみ量は同じ？？。
その理由は、極めて短時間なので、変形（変移）に掛かる時間内にピーク荷重が
通常荷重に戻っているので、殆どたわみ量が同じとなるです。
でも、金属の結晶には、通常荷重よりかなり大きなピーク荷重が、変形には至らなかった
けれども実際に掛かっているので、安全率を衝撃荷重は１２としますと、考えてください。
繰り返し荷重や交番荷重のような動荷重も、大きい意味では“金属組織/結晶の疲労”を
考慮し、繰り返し荷重は５と、交番荷重は８と安全率設定をしています。

蛇足になりますが、繰り返し荷重や交番荷重では、たわみ量はMax値がとなることが
簡易に想像できます。
ですが、そのリズムがその金属の“共振域”に入ると、揺れが極端に大きくなり、
通常の荷重のたわみ量を大きくオーバーするたわみが発生します。
≪吊橋と共振≫の用語検索をしますと、実例確認ができます。
衝撃荷重のリズムが共振域になれば、同様の状態となることが予想できます。
以上は特殊な例ですが、重要な確認ポイントですあります。

力積と運動量は、
http://www.crane-club.com/study/dynamics/movement.html
や
http://www.geocities.jp/buturiyag3/01-05.htm
を確認するか、貴殿で用語検索してください。

吊橋と共振は、貴殿で確認下さい。