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厚さtの板に直径Dの穴を開けようとした場合の必要エネルギーの求め方は材料力学などの教科書にも載っていないのですが、どのように求めればよいのでしょうか。

質問者からの補足コメント

  • うーん・・・

    非常に難しい問題だと思います。たとえば板厚6mmの軟鋼板にφ80のポンチ穴を開ける場合、必要なエネルギーは 力F×距離L となります。
    力Fは材料のせん断強さに、距離Lは微小だと思いますが、材料の伸び(延性)に関係するでしょうし、ポンチの材質やせん断部に歯が付いているかいないかでも、さらには歯の硬度や尖り具合でもエネルギーは変わってくるでしょう。
    シアリング機械メーカは必要な動力をどのような計算式で求め設計しているのでしょうか。
    ひょっとして経験則で決定しているとも思われますが。

      補足日時:2022/08/18 18:45

A 回答 (4件)

あとひとつ。


あんまり深くかかわった経験がないから正しいかどうかだけど...。
材料力学のテーマとして部材の外圧に対する部材各部の応力とひずみの関係を求めるみたいなのが重要な問題になってるね。
しかしこれって静力学的問題、つまり部材に働く諸力のつりあい
というのが前提条件になっている。
しかし今問題にしている材料の切断、穿孔等の材料加工の問題は
むしろ動力学的問題だから
材料力学でよく出てくる静力学的パラメーター、たとえばヤング率
ポアソン比などは全然とは言わないまでもほとんど役立たないと思う。
つまり同寸法の穿孔作業でもヤング率等が同じでも材料の違いや作業方法で
所要エネルギーがまったくちがうだろうね。
だからおっしゃるようにメーカーさんは独自の実験式を
もってるんだろうね。
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この回答へのお礼

仰るように金属板の打ち抜きやせん断は動的現象ですから速度依存もあるでしょうし、極端な話、材料の保持状態でも所要の動力(力と距離の積分地)が変わるように思われます。
>メーカーさんは独自の実験式をもってるんだろうね。
回答者さんに同感です。

お礼日時:2022/08/20 12:49

一つ思いつくのはたとえば電気機械ならそのワット数×作業時間(秒)


から、その作業に必要なエネルギー(ジュール)が出てくる。
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この回答へのお礼

そうなのですよ。だから、材料や板厚、せん断面積ごとにワット数×作業時間や力×作用時間をチャートに記録するなどして経験的に把握するしかないように思えます。

お礼日時:2022/08/19 17:03

知りもしないって


そっちが非常識なこと書くからつっこまれるんじゃん。
はじめから補足のように説明すりゃいいんだよぅ。
説明不足!!
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厚さtの板に直径Dの穴を開けようとした場合、


これだけじゃ必要エネルギは出ない。
だって豆腐と木材じゃ同じ寸法でも全然違うじゃん笑
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この回答へのお礼

知りもしないで答えないこと。

お礼日時:2022/08/18 19:12

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