重量物を安全に持ち上げられるかの計算方法をご教授下

Question

図がフリーハンドで見にくく申し訳ありません。
青色＝入れ物のジグ（S45C）
灰色＝40kgの鉄丸棒
図のように入れ物の中に鉄丸棒を投入し、赤矢印の個所を手で
持ち上げた際に破断、割れせずに安全に持ち上げられるかを計算で求めたいのですが
どのような計算式を用いれば求めることが可能でしょうか。
感覚ですが片肉3mmのため取っ手部分でちぎれてしまうような気がします。引っ張り強度を用いればで求められるのでしょうか。

拙い質問ですが、諸先輩方ご教授のほどよろしくお願いいたします。

Answer

破断しなきゃそれでいーの？

前出の先生方は何故か触れていらっしゃらないんだけど
恐らく、取手はひん曲がる　＜　憶測で３０度くらい
そんなんでいーの？

あと何回使うの？それとも何年使うの？
数回レベルなら耐えてくれるでしょうけど
数百回レベルになると紙が破けるように端から順に裂けてくるかもね

その辺りの計算は難しい
https://www.toyo.co.jp/mecha/faq/detail/id=2673
https://ms-laboratory.jp/strength/4_3/4_3.htm

Answer

経験からすれば　ちぎれない
計算上も大丈夫
計算式は考えてくれ

CAE上ではアウト　←　無料なのでやれ　
そもそもどこにどんな風に力がかかるか理解してないので
計算式が組み立てられない
たとえ教えたとしても応用ができないので　
似たような問題が発生すると同じような質問になる
原因は去年から義務教育されたプログラミング的思考が欠如してるため
https://benesse.jp/programming/beneprog/2018/07/13/computationalthinking/
やってることは　OOP

モデル化ができてないから
コーディング(ここでは計算式が組み立てられない)

ちなみに
焼き入れたら　アウト

ヒント　
集中応力　割れ(焼き割れなど)　加工時の傷　など

Answer

そもそもこの丸棒を容器に中にどうやって入れるんだろ？
とか思ってしまいます。
底の部分の折返し幅が7mmしか無いので入れるときに衝撃で返しが曲がったり破断して先に底が抜けてしまいませんか？

Answer

＞赤矢印の個所を手で持ち上げた際
まずは、正味40kgの物体とジグ(入れ物)の重量を合わせたら、手で持ち上がられる限度を大幅に超えているように思います。
また、ジグ(入れ物)に加わる応力を心配なさってのご質問と思いますが、ジグの円周状の取っ手（鍔）の部分に均等に力を加えられる構造なのか気がかりです。均等に力が加えられる構造でなければ、最も応力が加わる部分を特定して、その部分の応力を照査することが必要です。
さらに、ジグに物体を投入する際の衝撃や、持ち上げる際の加速度なども考慮する必要があります。
心配事ばかり記載しましたが、回答(1)さんがお示しの通り、目の子勘定では問題なさそうな状況に思えます。
設計的な配慮が不足で40kgの物体が落下したとしても、関係者に大きな迷惑を与えないのであれば、過剰に心配しなくてもいいと思います。
一方、ジグを含む機械系が壊れて物体が落下した際に、人が死んだり大怪我したり、生産が滞って大損失が想定されるなら、もっと慎重に検討する必要があると思います。Q&Aサイトの回答では、安全性の検証が十分であるとは言えません。

Answer

S45Cの引張強度は500N/mm2以上あります
安全率を3として
必要断面積＝40×9.8×3÷500
必要断面積＝2.3mm2
コピー用紙で作った様な容器なら心配も必要だが、普通に作れば壊れることは気にする事ではない。

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