ボルトのせん断応力を計算する方法

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著者: Robert Simon
作成日: 24 六月 2021
更新日: 15 11月 2024
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ねじの強度計算と材質の選定方法 強度区分と破断、せん断破壊と引張り破壊
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構造物の積み降ろしは、ボルトやその他のタイプのコネクタに力を加えます。せん断応力は、ボルトに影響する力の1つです。ボルトが2つ以上の部品を接続する場合、各部品はボルトに別々の力を、多くの場合異なる方向に与えることができます。結果は、接続された2つのコンポーネント間のボルトを通る平面でのせん断応力です。ボルトのせん断応力が大きすぎると、ボルトが破損する可能性があります。せん断応力の極端な例は、ボルトでのボルトカッターの使用です。カッターの2つのブレードは、ボルトの単一平面に反対の力を与え、ボルトを切断します。ボルトのせん断応力の決定は、わずかな入力のみを使用した簡単な計算です。

    定規またはデジタルキャリパーを使用して、ボルトアセンブリの各部品の厚さを測定します。各厚さt1、t2、t3などにラベルを付けます。

    ボルトが2つのプレートを接続し、各プレートが反対方向の力(F)を受ける場合、式F÷(d x(t1 + t2))を使用してせん断応力を計算します。この荷重ケースは単一せん断と呼ばれます。たとえば、厚さ1インチの2つのプレートを直径(d)1インチのボルトで接続し、各プレートに100 lbの力を加えると、せん断応力は100 lb÷(1インチx(1インチ+ 1インチ))、または50 psi。

    ボルトが3つのプレートを接続している場合、式F÷(2d x(t1 + t2 + t3))を使用してせん断応力を計算します。中央のプレートは一方向に力を受け、他の2つのプレートは他の方向に力を受けます。せん断はボルトの2つの異なる平面で発生するため、この荷重ケースは二重せん断と見なされます。たとえば、厚さ1インチの3つのプレートが直径(d)1インチのボルトで接続され、プレートに100 lbの力が加えられた場合、せん断応力は100 lb÷(21inch x(1 inch + 1インチ+ 1インチ))、または16.7 psi