直径d=30 m 長さL=450 mmの大腿骨に、 上半身の質量,m=50 kgが加わった場合、 一

直径d=30 m 長さL=450 mmの大腿骨に、
上半身の質量,m=50 kgが加わった場合、
一方の大腿骨に生じる縦方向の変形量 と横方向の変形量didを求めなさい。
本題で骨の断面は円形で内部は詰まっていると仮定し、骨の弾性係数はE=13 GPa、ポアソン比を0.3とする。

また、通常歩行における片足への負荷が78kNの場合における安全率を答えなさい。
が破壊される圧縮強度を120 MPaとする。

これらの問題はどのようにして解くのでしょうか？

No.1 ベストアンサー 回答者： drmuraberg 回答日時： 2018/01/31 09:23

縦方向の変形量dl と横方向の変形量didを求めなさい。

ｄｌは（9.1）式　σl=Edl/Lから求めます。
この式を変形して
dl= σl*L/E= (F/π(d/2)^2)L/E = (4F/πd^2)L/E
これに数値を代入します。

didの求め方は次の様になります。
（縦）弾性係数Eと横弾性係数Gは（9.6）式により
ポアソン比νを介して結ばれています。
http://jikosoft.com/cae/engineering/strmat09.html

これによりGを計算してdlを求めた時と同じようにしてdidを
求めます。

安全率の計算。
１） 与えられた負荷での骨に掛かる応力σ１を計算する。
２） σ１を破壊圧縮強度σcと比較する。つまり、比　σc/σ１を
求める。

単位の換算は前回の回答を参照してください。