【在庫処分大特価!!】 200cm60cm KAWASAKI カワサキ フロアマット ガレージマット① アクセサリー
ボルト強度を確認しようと思って検索すると必ず出てくるのが「強度区分」のお話し。
ボルトは世界で最も多く使用されている締結部品の一つですし、様々なシーンに合わせた強度のものを選ぶことの重要性はとてもよくわかります。でも私はいつもこう思っていました。「いや、強度区分の話はええねん。4.8=400と320やな。分かっとる。普通のボルトはいくつやねん！？」
というわけで、ここではボルトの強度を選定するお話しではなく「普通のボルト」で話を進めます。
「普通のボルトってなんやねん？」
強度区分を指定せずに購入したボルトのことです。強度区分を指定したボルトにはその頭に強度区分が刻印されています。
普通のボルトとは強度区分を指定することなく購入し、強度区分が刻印されていないボルトのことです。さらにここでは材質は鋼製、SS400のボルトとします。結論を言うとこれは強度区分4.6になります。
断捨離様専用フランス ビンテージ ミドルスツール 花台 剥離加工［F=σ×A］（力=応力×面積）です。
送料込み！ 天然木ハイチェスト6段 タンス
では応力は？材料の性質から基準応力を決めて、使い方から安全率を決めて、許容する応力を設計します。
［許容応力=◉新品未使用◉ローラアシュレイ ラグマット
基準応力と安全率を決めれば定まります。
そして許容応力と有効断面先からボルトが耐えられる力が計算できます。
１．基準応力を決める。
まず基準となる2種類の指標を確認します。
・引張り強さ ：これ以上の強さで引っ張ると破断する。
・降伏応力 ：これ以上の強さで引っ張ると変形する。
変形してもいいけど壊れては困るという場合は引張強さを基準にします。
変形も困るという場合は降伏応力を基準にします。
変形してもいいという設計を私はやったことが無いので基準はいつも降伏応力を見ています。
参考までに、ステンレスなど材料によっては降伏応力を明確に示さないものもあります。その場合は耐力をみます。
＊耐力：試験片に引張荷重をかけたときに、0.2%の伸びを示す荷重
さてここでボルトの引張荷重です。普通ボルトの場合は次の値をみます。
・引張り強さ 400N/mm^2
・降伏応力 大幅値下げ中！【美品】ニトリ 2人用布張りソファ グレー 取説付き
ちなみにこれは強度区分[4.6]の値になります。強度区分は[①.2人掛け ニトリソファ]のように二つの数字で表し①の100倍が引張り強さを、そしてその②割が降伏応力を表します。
[4.6]の場合、引張荷重が400 N/mm^2、降伏応力が400×6夢太郎様専用パキスタン絨毯 ウール 美品 181×122㎝ 高級 アクセントラグ=240 N/mm^2となります。
参考ブログ：材料基礎
参考ブログ：フロントフォーク
【在庫処分大特価!!】 200cm60cm KAWASAKI カワサキ フロアマット ガレージマット① アクセサリー
ここで重要なこととして安全率の古典的な指標にUNWINの安全率というものがあります。あなたが設計者であるなら、絶対にこの指標を使ってはいけません。この指標は50年以上前のものであり、「私は何も考えずに設計しています」と言っているようなものです。
安全率は、クレーン則のように法律で決まっている場合を除き、材料の使い方から設計者が見積もるものです。見積もる際の視点は4つ。
①計算条件の簡素化による過小評価を想定する。
②荷重のバラつきを想定する。
③荷重を受ける材料のバラつきを想定する。
④機械の中で果たすべき機能を明確にする。
①②③はこちら⇒［純水器10.5L］参照してください。簡単に書くと、分布荷重だけど集中荷重で計算しちゃおう！条件違うから20%くらいは多く見積もろう。重量100kgだけど運転中は10%くらい上下するよね。板厚って10%くらいばらつくよね。しかも大抵は薄く出来上がっているよね。ということです。
＊ちなみにボルトサイズ（直径）もやはり10%程度バラつきます。つまり断面積にすると20%近く（19%）ばらつきます。よってサイズのバラつきを考えると安全率は1.2（20%を考慮する）となります。
④についてですが、例えば、そのボルト１本が破断したら数百kgの機械が数十mの高さから落ちてきて非常に危ない！という場合、いくら①②③を想定して計算したとはいえ、そこからさらに大きな安全率を取りたくなるのが人情です。
重量物を吊り上げる際に使われる玉掛道具、シャックルなどが該当します。＊玉掛道具はクレーン則で安全荷重が決められています。
逆に、そのボルトが一つ破断しても機械の性能に直ちに影響を及ぼさない場合は、①②③を想定しておけば特に問題ありません。
陶芸作家様 オリジナル 鉢 穴空き 3.5号 ゴブリット型
同じ機械の中でも用途・機能によって安全率は設計者がしっかりと見積もり、使い分けることが大切です。
【在庫処分大特価!!】 200cm60cm KAWASAKI カワサキ フロアマット ガレージマット① アクセサリー
ミックスベリアセット
話は変わりますが、私はかつて数百tクラスの機械を解体するために吊りピースを設計したことが何度もありますが、しっかりと安全率を取った設計とはいえ数百tもの機械が吊り上がっている間はずっと胃が痛くなりました。
安全率をやたらめったら高くすると全てコストに跳ね返ってきます。最悪なのは「安全率を高くしたがために機械の重量が重たくなり、そのために別の危険が生じてしまう」などの負のスパイラルに陥ってしまう事です。
機械の安全性の確保は安全率ではなく基本設計、そしてその評価をリスクアセスメントで行います。危険な箇所は「ボルトを太くして安全率を高くしよう！」ではなく、場合によっては複数本に増やすなどのいわゆる冗長化が有効になります。
また機械全体を見て、あえて安全率を低く設定して非常時に壊れる場所を設定しておくことも安全性の確保に有効な場合もあります。ダメージトレランスと言います。
次回は安全率についてのまとめを行いたいと思います。
- TSURU by Mariko Oikawa パンプス ポインテッドトゥ 新品【お値下げ不可‼️】FSサイズ‼️エンボスDRベロアパーカーセットアップdyson digital slim fluffyクォーツ ガラスコーティング主剤 ガラスコーティングメンテナンスボックスSETp13笹の雪 アガベ バーントバーガンディ五色万代 吉祥冠錦 王妃雷神白中斑5株【動作OK】MHL. 腕時計 マーガレットハウエル ミリタリー ボーイズfumika_uchida カーディガン希少 HP ENVY x360 13 Wood Edition ノートPC 美品ハイエース 200 前期 LED ハイマウント スモーク ストップランプ 流れる【5月発送】ニトリ 食器棚 レジューム 幅120センチ丈やや長め【大島紬】M~L 2WAY Aラインワンピース 着物リメイク 1239【新品未使用】DIORオブリークブレスレット
サインハウス B+COM オーディオミクスチャー 2
元JAFDS F-4KAI,FSX 構造、コクピットアレンジャ (火曜日, 13 10月 2020 )
「普通のボルトってなんやねん？」
何が言いたいの？
一般的に考えるのは生のボルト(廉価市販品)、焼きの入ったボルト、ステンレス等の硬直ボルト(航空機に使用)。
理論を並べても閲覧者には理解しにくいです。
結論として素材別、サイズ別せん断荷重スペック表が一番ほしいです。
管理者 ( )
JAFDS F-4KAI,FSX 構造様
コメントありがとうございます。
本記事はボルトを切り口に安全率についての私なりの考え方を書き記したものになります。本文導入部分で誤解を招くような表現があったかもしれず、お時間とらせてしまい申し訳ありません。
読んで役に立ったと思っていただけるような記事作成に努めていきますので今後ともよろしくお願いいたします。