土木、建築の地業でつかうパイルハンマーのハンマーがパイルに当たる時のエネルギーの計算公式を教えて下さいませんでしょうか?
今の現場で7トンのハンマーを1メートル自然落下させ、パイル直径6メートル全面に当てたときの、ハンマーがパイルに打ち込む時に与える
エネルギーを知りたくて質問しました。
私の勘では、
(ハンマー)質量*落下長さ*9.8G*(当たっている)面積
ではないか、と思うのですが・・・。
ですからこの場合、
7t * 1m * 9.8G * 1.1304m2
にならないか、とは予想しているのですが、自信がありません。
あと単位もお願いします。
以上、宜しくお願い致します。
No.1ベストアンサー
- 回答日時:
まず9.8Gですが、9.8m/s^2のことと思って良いでしょうか?。
ふつうは、1G=9.8m/s^2です。でも、省略記法かもしれないので、そこはお任せします。ハンマーがパイルに衝突する直前に持つエネルギーは、空気抵抗やハンマー動作に関する機械的抵抗がなければ、
7t×1m×9.8m/s^2=7000kg×1m×9.8m/s^2
=68600kgm/s^2×1m
=68600N×1m
=68600Nm(ニュートンメーター)
=68600J(ジュール)
=68.6KJ(キロジュール)
となります。これ以上のエネルギーは、ハンマーからパイルへは伝わらないと思います。従って最大伝達エネルギーEは、衝突面積とは無関係です。
実際には、衝突時のエネルギー散逸(熱への変換など)により、1より小さい無単位の係数kを用いて、伝達エネルギーは、
kE
になると思われます。
rainsanさんが、伝達エネルギーは衝突面積に比例するという予想を立てたのは、この係数kが、衝突面積に比例するという現場経験によるものと想像しました。例えば、同一のハンマー質量,同一落下高,同一地盤に対して、パイル陥入量は、衝突面積に比例するといった類の経験です。
衝突における伝達エネルギーの予想は、いまだにケースバイケースになされていて、一般的な処方箋はないと思います。つまりkの決定は、現場経験か、典型的な事例についての技術資料集ということになります。
「専門家」の方ということで、とても助かります。
自分が知っている限りのものを掛ければいいのかな?と思いました。それで
(ハンマー)質量*落下長さ*9.8G
という公式を思い浮かべたのですが、そこで私が悩んだのがハンマーがパイルに当たっている面積でした。
例えばハンマーの断面積が500と1000とでは違うのではないか、という風に悩んでいたのです。
ただddtddtddt様の回答を見て、冷静に考えてみると、重要なのは重さなのだ、とわかってきました。
丁寧な回答、どうもありがとうございました。
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