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異材料を張り合わせた場合の梁の計算方法
2023/10/19 05:44
- 異材料を張り合わせた場合の梁の計算方法について教えてください。
- コの字形状のS55CとA5052をボルト締結した梁の計算方法を教えてください。
- 片側固定の集中荷重作用時の最大変位量を算出するために、異材料梁の計算方法を教えてください。
異材料を張り合わせた場合の梁の計算方法
2013/04/04 18:41
お世話になっております。
単一材料の梁の計算は仕事上、よく計算をするのですが、異材料を張り合わせた(実際はボルト締結）状態での梁の計算方法がわかりません。
実際にはコの字形状をしたS55Cのコの字の縦線面に、同じ幅と長さのA5052をボルト締結します。
コの字の開口部が天を向くようにし、片側固定の集中荷重作用時の最大変位量を算出する必要があります。
天
＿＿ ＿＿
｜ ｜＿｜ ｜←コの字のS55C
｜ ｜
｜__________｜
｜__________｜←A5052のバー材
地
計算方法のURL等でもなんでも構いませんので、お力添え頂きたく、宜しくお願いいたします。
回答 （3件中 1～3件目)
合成梁の曲げ応力度の分布（異種材料の場合）
http://www.e-bridge.jp/eb/tcontents/yasasikunai-concrete/chapter070303.html
異種の材料の合成を考えるときは、どれか一種類の材料のヤング率を基準として、
ヤング率比を乗じて基準材料の断面に換算しておきます。
そうしておいて、二本の梁は、それぞれ断面積Ａ１，Ａ２，断面二次モーメントＪ１，Ｊ２を
持ち、高さ方向の重心間隔がｈであると置きます。
（合成梁の断面二次モーメントを計算すれば変位量は出せる）
重心間隔ｈを考慮しているが（換算により隙間）、実際上はA5052の厚さを1/3（←回答（1）より）にして、くっつけた形状の断面二次モーメントでも良いでしょう。
というのはボルト締結では理想的な合体とかけ離れるでしょうから、あくまで目安ていど。
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簡単には、一体物として中立軸を求め、天と地に一番近い部分が最大荷重が発生するので、
その部分応力確認となります。
強度的には、似たような強度なのですが、
※ 天に一番近い応力は、S55Cの許容応力で、
※ 地に一番近い応力は、A5052の許容応力で、
それぞれ確認するポピュラーな手法を用います。
それが、？？なら、梁の計算を教本等で先ず再確認してください。
ヤング率は鉄鋼はアルミの約３倍なので、同一断面形状なら曲げ剛性も同様
になります。したがって、たわみが小さい鋼材がおもに荷重を保持すると
考えられます。つまり鋼材を中心に強度計算し、アルミ材は補助的なものと
考えます。以上は簡略な検討ですが、厳密には両部材の結合方法に依存する
ので複雑になります。たわみをベースに両材料の荷重を配分して計算すれば
良いと思います。以下参考にしてください。
http://techon.nikkeibp.co.jp/free/nmc/dokusha/index.html#no6
