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機械設計エンジニアの基礎知識 | 設計・3DCAD・製図・金型等

機械力学とは

このカテゴリでは、4大力学のひとつである「機械力学」について説明します。

 

機械力学とは、「機械の動作により生じる力」 を扱う学問のことです。

 

自動車、ロボット、産業機械など、私達の身の回りにある機械は、さまざまな機械部品の組み合わせによって動作を実現しています。

 

機械の動作は、

 

・歯車
・カム
・ベルト

 

などの力の伝達を扱う機構学やセンサーやアクチュエータなどを取り扱う自動制御など幅広く学ぶ必要があり、機械力学はその基礎となります。

 

近年、市場のニーズを受けて、機械構造はますます複雑化し、機能はハイスペック化しています。回転運動や往復運動をおこなう機械も多く、これらの製品では振動による破壊問題が発生します。この振動問題を解決するのも機械力学となります。

 

設計者は機械力学の知識をベースに機械に生じる力の大きさや方向を求めて設計を行う必要があります。また、機械に生じる力や方向を導いたのちに、材料力学を使って、機械の変形量や破損に至らないかどうかのチェックを行っていきます。

 

ゆえに、機械設計に携わる人は、機械力学を正しく理解しておく必要があります。(尚、機械力学は、高校生で学ぶ力学の延長線上であり、機械設計に必要な力学と捉えて頂ければ良いと思います。)

 

 

機械力学で扱われる問題は

 

・静力学
・動力学

 

に大別されます。

 

静力学では、動かない物体に働く力の釣り合いを扱います。
動力学では、物体の動作による力の関係を扱います。

 

また、機械力学においては、全ての物体が剛体であることを前提としています。

 

剛体とは・・・力を加えても変形しないとても硬い物だと捉えて下さい。通常、どのような硬い材質のものであっても、力を加えるとわずかに変形します。しかし、機械力学で力を考えるとき、物体は剛体であり、変形しないことが前提となります。

 

 

このカテゴリでは、設計問題を解決するために非常に重要な機械力学の基礎を学習致します。

 

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