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2つのボルトにかかる荷重に関して、どう計算したらいいか教えてください。
2023/09/06 13:56
- 2軸上に均等に並んだ2つのボルトと遠方の荷重点について、それぞれのボルトに対する荷重の計算方法を教えてください。
- 初心者の質問ですが、2点のボルトにかかる荷重の計算方法を教えてください。
- 2つのボルトにかかる荷重に関して、モーメント計算を使って荷重を求める方法を教えてください。
再掲載No.43896「2つのボルトにかかる荷重…
2016/03/12 23:45
再掲載No.43896「2つのボルトにかかる荷重計算」投稿者： gasbagjp さん
下記の質問を回答しようと思っている内に出張となってしまいました。
コレは質問ではなく回答かも知れません。。。まぁ正解か？という質問かも。
FEMを使って解析したが、手計算でも面倒だが可能だということを言いたい。
どうもAYさんが御茶を濁して閉じてしまった感があるので掘り起こしてみた
＞
2点のボルトにかかる荷重に関して、どう計算したらいいか教えてください。
１軸上に均等に並んだ２つのボルトと遠方の荷重点
（たとえば、X=0、X=20に部品を締結しているボルトがあり、
X=100にそのボルトに垂直方向の荷重がかかっている場合）
この場合のそれぞれのボルトに対する荷重の計算は、対象のボルト以外の
ボルト、を支点にしたモーメント計算、であっているのでしょうか？
X=20のボルトの荷重はX=0を支点として、X=100の荷重の5倍の荷重がかかる、
ということ？
初心者な質問で申し訳ありません。
ご教示いただければありがたいです。
よろしくお願い致します。
2016-03-07 09:52:49
部材は梁材はt9x100、ボルトはM12程度で設定してみたが□100、M20でも反力に
変わりはありません。つまり、剛比とかではなく手計算でも厳密に解けると
いうことであろうかと思います。。。が皆さんは、どう考えますか？
面倒な撓み計算を省いて5倍と見込んでも5/3.3≒1.66倍しか変わりませんから
実務的にはボルトを支点と考えれば安全側になるから質問者の解法で十分だと
私は思います。FEMとかCAEなど使えもしない解法を示し逃げるようでは遺憾。
↓が余りに本モデルに似すぎていて驚いたというよりも笑えたので思わず投稿
https://www.facebook.com/mechanical.designers.for.good/photos/a.1420204751551487.1073741827.1420194341552528/1681167745455185/?type=3&theater
なんやアポみたいだがw中国高層MSの画像をモデル化して解いてみた↓
http://www.fastpic.jp/images.php?file=5980476638.jpg
回答（2）氏が「剛体」と期待したような解析結果にはならないのである。
画像を観察してみると、真ん中の人間は窓枠にしがみついているように見える
これは恐らく反力に負け浮き上がることに耐えているのであろうと予想できる
↓は日本建築学会の資料であるが,P155「引張とせん断を同時に受けるボルト」
が記載されている。このように国家資格を必要とするような建築設計の場合は
細かく規準や通則、法規などで規定があります。
http://www.aij.or.jp/da1/shiyoukijyun/pdf/J7013368_02.pdf
然しながら、機械設計士には資格が必要ではないから国家資格のある料理人と
比較されることもある。会社毎に当然ながら社内での細かく規準や通則、など
の規定があるだろうが、一般には公開されることはない。
↓は出処は分からんが三菱とある。ここの計算には先の計算式が使われている
https://dl.mitsubishielectric.co.jp/dl/ldg/wink/ssl/wink_doc/m_contents/wink/W_TEC/wyn482021.pdf
簡易計算も結構だが、それが本当に何処まで安全なのか危険なのかを明示して
公開の場に示さなければ、それは「御隠居が言ってみただけ」になるだろう。
我々ベテラン設計士や技術者は初心者の模範にならなければならないのである
果たしてYOU達はどうか? 自身を含め、改めて襟を正す必要があるだろうなぁ
「ひらめき、思いつきからも、斬新で革新的な技術が創造される。」↓
https://books.google.co.jp/books?id=Cm4NGAOePGoC&pg=PA160&lpg=PA160&dq=%E3%81%AD%E3%81%98%E3%81%AB%E3%82%88%E3%82%8B%E4%BA%8B%E6%95%85&source=bl&ots=Fmi8UHNSl6&sig=hE7kEiCmnQ1j8Z3c8PRS6zo7bKw&hl=ja&sa=X&ved=0ahUKEwiovM_81r7LAhWBs5QKHc_TDqIQ6AEIHTAB#v=onepage&q=%E3%81%AD%E3%81%98%E3%81%AB%E3%82%88%E3%82%8B%E4%BA%8B%E6%95%85&f=false
いかに学び、いかに生きるか・・・それが問題だ。
http://www.syuku.com/new_mori2/mori-ikani8-mokkeino.htm
この子は、｢まだ、いけません。ちょうど空元氣の最中です｣
闘鶏にグランドマスターなんてあげたら勘違いして空を飛ぼうとするぞぉ～
タンクの設計も昔は震度法だったが今日では修正震度法に変わっています↓
http://www.psds.co.jp/seisdesign/e02.pdf
構造物の柔軟性といいますか剛性によって動的な特性を考慮した設計法がある
更に複雑化した構造物ではPCに頼ったFEMを利用しなければ、とてもじゃないが
身が持ちません。人工知能の出現から我々設計士の役割も少し変化するかもん
そうそう福島第一の排気筒も煙突とトラス構造物が合体したような構造だが↓
このような構造計算にしても今日では手計算でやっているところは先ずない。
3DCADにしても構造解析ソフトにしても、極論すれば道具の一つに過ぎない。
一流プロフェッショナルであればある程、どんな世界も良い道具を使いこなす
http://www.tepco.co.jp/nu/fukushima-np/handouts/2015/images/handouts_151026_04-j.pdf
↓は練習問題である。初心者用の問題であるが解けない人は一生解けないyou
http://www.fastpic.jp/images.php?file=6902367362.jpg
せん断力を無視するような人間を果たして設計士と呼べるのだろうか？
まぁ技術の森のグランドマスターには成れるのだから、分ろうというものだ。
本日から、またまた出張なので週末に時間がとれたら練習問題の模範回答でも
してみようと思います。それまでに元GMが回答してくれるのを少しだけ期待。
ねじというのは簡単そうに見え計算も大雑把になりがち。だから事故も多い。
＋＋＋＋＋
練習問題の回答・・・やっぱり、止めました。誰もみない気もするしｗ・・・
っということで、この森の技術レベルが幾らかでも垣間見ることができたかと
思われます。間違っても工業力学的な質問はしない方がよいだろうと思われる
今日では、その殆どが明確な"答え"が出るような加工の質問ばかりに思える。
面白身のない腐海の森にしてしまったのは・・・誰のせい？管理人の責任重大
＋＋＋＋＋
こんなモデルだと思うんだが
http://www.fastpic.jp/images.php?file=8544692616.jpg
その他の回答 （13件中 6～10件目)
質問者の
> 人間はミスを犯してしまう生物であるのは仕方ない。然しながら、その不完全さを十分に
> 知らなければならない。簡易計算で静的に計算した机上計算ならば尚更で、単に勘ピューター
> でやるからOverSpecもあるし時には強度不足となる
は、否定はしませんし、尤もだと思います。
ですが、“勘ピューター”ではなく、
URLに示す、教本でも紹介されている“面積モーメント法”を使用したり、
＊＊重工の設計資料や、先輩方が纏められたローカル資料に基づいた計算法だったり、
なので、心配ご無用。
昔の重工は、トンいくらの世界だし、像が乗っても…であり、強度不足にならない近似値法です。
質問者さんが、一番心配の静定や不静定も、エネルギー介在で、補正するので、
大きな誤りはない。
適正な安全率をみた限界設計や、多隣接条件が介在し計算処理が複雑なもの、人命に係わる
もの(ダブル計算＋近似値計算で、3計算が合致しないとの条件を設ける)、等々は、
解析と近似値を使い分けていますよ、常識じゃないですか。(CAD解析は、新人類にお任せですが)
製鉄所の設備やプラント、液晶の最近の世代設備は、建築基準での設計に近いが、
その他はケースバイケースで、使い分けはしておる。（受注の関連で）
最近は、耐震補強が工場母屋や設備に求められ、見積りが多いので、建築屋と新人類で、
対応させておる。心配ご無用。
補足
2016/03/14 22:13
出来ない理由を付けているだけである。
やろうとする前から逃げているように思えます。
技術者ならば幾つになろうとも新しい技術を学ぼうという意欲がなければ遺憾
そうでなければ浦島太郎の如くに年老いた老人の話など誰が聞いてくれるか？
かの将棋の大山名人は生涯現役と言いつつ亡くなる直前まで現役を続けました
私もまた死ぬまで現役でありたいし、それだけ機械設計を愛していると思う。
好きでないものは長続きしないという信念のようなものを私は持っていますが
、貴殿は恐らく「人の文句」を言ったり「罵ったり」することが好きなのか？
貴殿の心配など、これ・・・・・ぽっちもしていません。
申し訳ないが所詮、自然淘汰されてしかるべきだと思っている。
「技術のない人間は去れ」此れは以前務めていた開発型機械設計会社の名言？
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この質問は投稿から一年以上経過しています。
解決しない場合、新しい質問の投稿をおすすめします。
皆さん、機械工学的な反論をしないで、上げ足取りに夢中。
詐欺師、ペテン師、がお似合いです。
特に、虎とiwanaiですな。
二人とも、天唾吐きタイプなので、老後で上述の逮捕者とならぬように、気を付けてください。
このスレッドが、また井戸端会議の理由で、消されないように、頑張って下さい。
3D-CAD講習して、購入し、解析内容を提示？？は、無理無理。
老人には、3D-CADの入力と、その過程でのイメージ把握は、難しいから。
簡単な計算は、手計算でできないと、検図の時に3D-CADの条件設定や入力ミスが、見た目の
違和感から確認できないし、差し戻しもできない。
3D-CADは、新人類に、アフターユー！！
で、iwanaiこと岩魚内に、ブラックジョークの返礼。過去ログの
http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=309920&event=QE0004
iwanaiこと岩魚内の大失態記載。
これも、簡単な近似値手計算をしておるから、指摘が可能となった。
3D-CAD解析や、論文の解釈だけで偉ぶって、失態を演じるから、説得力がなく、
一つ又は二つ上の役職の考えに至らず、天唾詐欺師になるんだなぁ。
いとおかし。
補足
2016/03/14 22:05
連続投稿とは嵐なみですねぇ
人の文句ばかり言っている人が我社にも居ますが、私は大っ嫌いです。
また設計が出来ないから計算しろよなどと偉ぶっているあほうも嫌いです。
出来ない限界を自分自身で作り努力をしない設計士は既に終わっているかと。
日々努力し真理を希求しようという技術者倫理に欠ける貴殿は凄く嫌いです。
でも
初心者に優しく分り易く説明し理解して貰おうという気持ちは素晴らしい。
更に貴殿の見事な罫線図(2Dの極致かｗ）もまた素晴らしいと思っています。
また広い見識と経験の豊富さも素晴らしいものがあります。しかし文句は遺憾
＞↓アフターユーさんはご自分のホームページには・・・
えっ! どこ？ まさか!・・・ 探そうとしましたがね（笑）
構造物、その小物でもタンクなどでは必要な解析ながら、此処の質問は、ふと疑問に感じた位なように思います。
ボルト締結体の構造解析精度向上に関する研究
https://www.pref.yamanashi.jp/kougyo-gjt/documents/kenho-h23_25.pdf
図4ボルト１本の曲げ試験
図8でみると波及範囲はあまり大きくなさそう
FEM解析
http://www.nilim.go.jp/lab/bcg/siryou/tnn/tnn0827pdf/ks082708.pdf
私も読み切ってなく参考迄。まぁ急に締めるテーマでないと思うので・・・
お礼
2016/03/14 21:31
回答ありがとうございます。
＞構造物、その小物でもタンクなどでは必要な解析ながら、・・・
私が設計するタンクは精々数100KLの屋外危険物タンク程度で複雑な動的解析を
する必要もないし、スロッシングを真剣に考慮するまでもないほどのものです
http://www.khk-syoubou.or.jp/guide/inspection_tank2.html
＞ボルト締結体の構造解析精度向上に関する研究 ＆ ＞FEM解析
何れも構造物の継ぎ手に使われているJISB1186とスプライスプレート(添え板）
での建築用・摩擦接合用高力六角ボルトのようですが後日ゆっくり拝見します
先日私が申し上げた通り建築業界でも、せん断をボルトに掛けることは少ない
お礼に追記します。
「引張とせん断を同時に受けるボルト」で検索すれば何処かに旧来からの計算
ではせん断力まで計算するまでなく、大きな安全率を取っていたので計算しな
かった面がある。然しながらアンカーボルト等でも、せん断力を負担させコス
ト削減するようなシビアな設計になってきたようである。
三菱のアンカー計算書と同じように我社でも殆ど同じようなExcelSheetを私が
最新Verとして作成しています。技術もまた機械要素も進化するものであるから
ケミカルアンカーが公に認められてからは、金属系アンカーは逆に廃れました
>>ブラックジョークですが、解析がオーソリティーの域に達しつつある質問者さんも、時々ソフトの条件設定や入力を間違えていますよね。
CAD図面入力を仲介するような、回答（２）の後（ご）の先（せん）、アフターユーさんは、
ご自分のホームページには、3DCADの講習受けたとか誇らしげに書いてある割に一度たりとも回答にCADソフトを応用した計算値を提示して来れないってほうが不思議だと思うのんだけど。
で、実際の応力限界ではボルトが伸びてボルトを抉るような運動が始まるのでかなり複雑なFEMを行なわないとならないんだよね。簡易計算で静的に計算した価なんてあくまで机上の参考値でしか無いでしょ。
http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=305748&event=QE0004
いや、後（ご）の先（せん）、アフターユー さんと言えば
http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=256721&event=QE0004
で
＞Dimensionが違うとの記述は、tigers さんの記述なので意味が不明です。
＞ですから、Dimensionが違うの意味が理解できなくて、正直困ってました。 そして、今も？？？？です。
＞昔の人間なんで、力×距離も、**の重さの物を##まで運ぶも、旧単位系を使用していたので、kgやkgfを使用するため、Dimentionの観念が曖昧だったのかもしれません。
という驚きのディメンジョン語録を残している人ですからねえ。
ディメンジョンを合わせるという概念も持たない人の提唱する計算式が、一般的教育を受けた凡人に理解できる訳もございませんよｗ
お礼
2016/03/13 23:34
回答ありがとうございます。お久しぶりです。。。
確かに彼(you)は、3DCADやCAEにより詳細は計算すべきという反面、簡易計算と
言いつつも、誠に身勝手かつ突拍子もない天才的w計算式を持ちだしてくる。
恐らく、まともに自身でできもしないことを口から出任せに言っている。
人間はミスを犯してしまう生物であるのは仕方ない。然しながら、その不完全
さを十分に知らなければならない。簡易計算で静的に計算した机上計算ならば
尚更で、単に勘ピューターでやるからOverSpecもあるし時には強度不足となる
上手く行って当たり前の我々設計士はyouを反面教師として如何に真実を希求し
良い機械を創造していくのかを日々というよりも生涯勉強し続けなければなら
ない。ベテランになる程、基本を離れ計算を面倒くさだるようになって行く。
補足
2016/03/14 07:01
まぁ悪気があってやっていることではないのだろうが・・・
ある意味一生懸命さは感じられるので許してあげましょう・・・なんちゃって
思ったことも何度かありましたが、更に近年は悪化の一途で困ったものですな
＞驚きのディメンジョン語録
当事者として参加していたので、当時は大変驚かされました。
でも随分と勉強してw今では、そこそこ意識しているようにも見えます。
＞一般的教育を受けた凡人に理解できる訳もございませんよｗ
確かに、毎回、眉間に皺がよるような珍回答や珍しく怪奇な数式が目につくＷ
しかし、もしかして転載☓天才的な数式で死後には見直されるかも(無いゞゞ）
未だにCGS系を使う上司にも困った紋マーキングを付けてあげたいものですわw
どこぞにも書いたが
>>＞簡易計算法をマスターした方が有意義
こんなことやってちゃいかんぞ
人の生き死にがかかわるところは
安全率を十分見込まんと
限界設計するならちゃんて安全ですということを証明しないと
お礼
2016/03/13 23:20
回答ありがとうございます。
私も同じ考えです。初心者だからといって難しいことを端折って簡易計算法等
を安易に教えることの怖さを知らないのか或いは仕事を舐めて掛かっていると
しか思えません。初心者だからこそ真実を教えるべきであろうと思われます。
耐震設計や強度計算にしても機械設計士の想定した中での計算に過ぎないから
本当にそうなのかどうかは本当は誰にも証明できないのです。唯一、それらを
証明するには実験なり実機試験或いは経験しかないだろうと私は考えます。
そういう意味からも安全率を十分に見込まなければ特にねじは意外に危険だ。
お礼
2016/03/14 22:21
補足の追記です。
貴殿がリンクされた参考URLの計算などは長ったらしくて判り難いし読んでない
し、読む気もない。そもそも貴殿の計算を信用できないから読む筈もない。
更に後出しジャンケンで前投稿の答えを見て、またまた寄せてきたなと思った
技術者ならば計算書の一つや二つくらいは書いたことはあるのでしょう？
どうも、あのような、珍ネズミちゃん式は少なくとも見たことがない。
故意に分かり難い日本語や数式を使って煙に巻いている感がして臭くて堪らん
以上のように言われる方も多いだろうから真摯に初心者が読んでも分かり易い
下手な横文字など使わず、技術論文としても通用するくらいの文章を作成して
下さい。そうすれば貴殿の評判は、その地道な努力の先に徐々に回復するかも