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こんにちは添付の絵のような小型のクレーンを作ろうと思っているのですが根元にかかる荷重はこんな感じでいいのでしょうか? また実際は根元に鉄板を溶接してFRPの構造物にボルトで止めるのですが板厚や面積はどう考えたらいいでしょうか? よろしくお願いします。

「クレーンの根元にかかる荷重」の質問画像

質問者からの補足コメント

  • 皆さま有難うございます。何となくポイントはわかったような気がしますが難しいですね。写真の船を見て自分の船も同じようなものをつけたいと思った次第です。ただし写真と同じものを特注すると高くなるので基本吊られているパイプと同じ部材でアイやクリートは鉄工所で溶接してもらおうかと思っていました。根元の部分は300x200x5mmのステンレス板に溶接し、同サイズのステンレス板でFRPを挟んでボルトどめを想定しています。このサイズ、板厚なら50kgくらいの荷重でも殆どたわまないらしいので5mm厚で考えてました。パイプはステンレスで3か4mm厚と思います。縦と横のパイプはソケットで繋ぐので一応Rはついていると思いますが、根元は溶接で山の裾野みたいに盛ってもらうとRとして意味があるんでしょうか? 80kgの自分が片足で立っても問題ないので行けそうな気がしてるのですが。。。

    「クレーンの根元にかかる荷重」の補足画像1
      補足日時:2018/09/12 16:25

A 回答 (4件)

No.2 です。

えっと,レスポンスが無いのでわかりませんが,書き忘れたこと一つ。僕は機械系じゃないのでその設計の詳細は知りませんが,僕が習った範囲では,基部断面の圧縮側は曲げ圧縮強度で局部座屈のことを考慮する必要があります。軸力による応力と曲げ応力の和で設計するのではないかと思いますが,最小板厚なんかで対処できるのかもしれません。あるいはその荷重の組み合わせも配慮するのかもしれません。クレーン本体は鋼の箱断面ですよね?梁部と柱部が同じ断面なのはもったいない気がしますが。
 さて,ご質問を再度読んで気付いたのですが,このクレーンを FRP 構造に取り付けるのですね。そこが一番難しそうです。FRP 構造側にも,集中荷重と集中モーメントが作用するわけですからね。基部に追加する取り付けリブが FRP の表面を押し込むわけですよね。だとすると No.2 様のおっしゃるように応力集中によって,FRP 側にかなり問題が起きそうな気がします。ご近所の著名な製作所か,あるいは大学の機械工学科の事務(大学も昨今は社会貢献をやるように文科省から圧力かかってるので;ただし有料)を通して,業務支援を申し込まれた方がいいと思います。
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「根元」に応力集中します。


http://d-engineer.com/zairiki/ouryokusyuutyuu.html
http://myhagisan.la.coocan.jp/zairiki/yomoyama/y …

強度の観点から、「トラス構造」「ブレース構造」にした方がよいです。つまり斜めの「すじかい」です。

http://d-engineer.com/Mechanics/truss.html
http://kentiku-kouzou.jp/struc-buresu-rc-ouryoku …
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モーメントと力を単純に足してはいけませんよ。

モーメントの単位は N・m ですが,力は N ですからね。さて,クレーンの総自重が 5 kg = 49 N なので,柱部と梁部の合計 1.8 m の分布荷重(下向き)は 27.2222 N/m になります。
 さて,基部にはクレーン先端の荷重 8 kg = 78.4 N とクレーンの自重 49 N の合計 127.4 N が「軸力」として発生していることになります。
 一方,曲げモーメントは,まずクレーン先端の荷重によって 78.4 x 0.3 = 23.52 N・m が作用していますが,実は,梁部に単位長さ当たりの分布荷重 27.2222 N/m によっても基部に曲げモーメントが発生します。これは・・・面倒だから自分で計算してください。1.225 N・m でしょうかね。これを上の曲げモーメントに足して,合計 24.745 N・m が基部には曲げモーメントとして生じます。数値は計算間違いがあるかもしれないので,自分で検算してくださいね。
 軸力による柱の応力は断面内等分布ですから・・・むにゃむにゃ・・・に抵抗できるだけの断面積が必要になります。一方,曲げモーメントによる柱の応力は断面内に線形分布(三角形分布)しますからね,それに抵抗できるだけの断面二次モーメントを設計しないといけないわけです。ここは構造力学の勉強を復習しましょう。
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てこの原理で計算してね

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ただ単にコンセント数を増やしたい場合、一般的な壁の2個口のコンセントを3~4個口のものに交換できます(電気工事)。
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道のりとなると、左に回るようにしていく道と右に回るようにしていく道とで向かう方向が違ってきます。
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Qネジの呼び方(寸法)なぜ??

機械パーツなどの見習いのものなのですが
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現場の人はモクスンで1/2
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1/2とはどこを指して言っているものなのでしょうか?
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12mmに近い値の場所はありませんでした)

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現場の人は「そーゆーもんだから」といいます(そんなの気にしていられないのわかります)が
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詳しい方いましたら教えてください
よろしくお願いします

Aベストアンサー

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ただし規格(JIS G3452)で決められているのは外径と厚さ(最小値)です。
1/2inch管の直径は21.7mmでネジを切ると20.9mmになります。


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