HOME 初めての方へ ものづくりウェブとは MONO塾 お問い合わせ

機械設計エンジニアの基礎知識 | 設計・3DCAD・製図・金型等

断面2次モーメントによる「はり」のたわみ量計算

断面2次モーメントは、 はりの撓み(たわみ)量 を計算するときに利用されます。(※ 「座屈(ざくつ)荷重」 を計算するときにも利用されます。)

 

例えば、下図に示す 「はり」 において、荷重 (W) を負荷した際の、たわみ量( δ )は 断面2次モーメント( I )を使って求めることができます。

 

 

  W :荷重
  l  :はりの長さ
  E  :縦弾性係数(ヤング率)
  I  :断面2次モーメント

 

 

断面2次モーメントは、断面形状によって決まります。
下記にその一例を示します。

 

 

これ以外にも、さまざまな断面2次モーメントの式が機械設計製図便覧に記載されています。(最近のCADソフトでは断面形状を作成すれば、自動的に断面2次モーメントを計算してくれる便利な機能があります。)

 

 

そして、たわみ量の計算は、「はり」 のタイプや荷重のかけ方によって異なります。
下記にその一例を示します。

 

 

こちらも断面2次モーメントと同様に、機械設計製図便覧でさまざまなケースを調べることができます。

 

また、「はり」のたわみの式から次のことが判ります。

 


分子にある「荷重や「はりの長さ」が大きいと、たわみが大きくなり、
分母にある「縦弾性係数」や断面2次モーメント」が大きいと、たわみが小さくなります。

 

縦弾性係数(ヤング率ともいう) は材料によって決まる係数です。
(例えば、鉄の縦弾性係数は192GPa、プラスチック(ABS)は2.65GPaです。)
材料がはりの曲がりにくさに影響していることは言うまでもありません。

 

断面2次モーメントは断面の寸法と形状で決まります。
一般的には断面が大きい程、断面2次モーメントは大きくなり、はりが曲がりにくくなります。

 

断面二次モーメントと断面係数

「断面2次モーメント(I)」は「断面係数Z」には以下の関係があります。
 ※断面係数の詳細はこちらを御覧ください。

 

 I = Ze

 

 

 

「材料力学は難しい。。。」
「何となく理解できているけど、どこかモヤモヤしている。。。」
「設計者として何とかマスターしたい!」


 という声をよく聴きます。
 あなたもこのような悩みをお持ちではないでしょうか?



 材料力学は、一般的に難解な学問です。


 設計経験の長い設計者であっても、本当に理解している人が少ないです。
 (ベテラン設計者でも悩んでいる方はたくさんいます)



 そんな方達を対象に、私たちは30年以上にわたって、
 メカ設計者が「理解しやすい材料力学の座学」を開催してきました。


 その30年の教育ノウハウを、Eラーニングとして提供しています。


 ・【5つの力に対する応力の求め方】が明確になる
 ・手計算で【様々な形状の強度】を求めることができるようになる
 ・求めた【応力の評価方法】が理解できるようになる
 ・解析で得られた【結果を正しく評価】できるようになる
 ・【3次元や組み合わせ応力】が理解できるようになる



 難解な材料力学を動画でやさしく理解して、
 マスターしたい方はこちらから ⇒ 強度設計入門講座

 

 

 

『無料PDFテキスト』 のダウンロードは今すぐこちらから

機械設計の基礎知識を幅広く学べる 『eラーニング教材』 は今すぐこちらから



スポンサード リンク

無料会員向けテキスト


関連記事

カテゴリーメニュー



スポンサード リンク