材料特性表を見ています。
へき開強さの意味を教えてください。

A 回答 (3件)

私が劈開を学んだのは鉱物学でした。


「物質がある一定方向に滑らかな面をもって割れやすい性質」だったと記憶しています。

4方向完全とか一方向不完全とか言う表現だったと思います。

ちょっと違うかも知れませんが、身近な物質で例えると「竹」ですかね。横方向には非常に強いですが、縦にはスパッと割れてしまいます。

もっとも硬い鉱物に「ダイヤモンド」があります。ハンマーでたたいてもハンマーがへこむほど硬いダイヤモンドですが、これも劈開があり(4方向完全だったかな?)、その方向に向かってタガネで打つと割れるそうです。

ちょっと興味があるので、もしよろしければ何の材料表に劈開が載っているのか教えて下さい。
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金属の一結晶または結晶粒で、結晶面に沿って破壊が生じやすくなっています。


この破壊しやすい面をへき開面と言います。
ですので、このへき開面に垂直の方向に引き離す力に対抗する強さのように思えます。
ご覧になっている材料特性表が、金属の物でないときは、ごめんなさい。
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この回答へのお礼

ありがとうございました

お礼日時:2001/11/06 08:35

「へき開」というのは雲母などの層状の物質が


はがれることだったと記憶しています。
従って、合板などを引き裂く(はがす)のに
必要な力ではないでしょうか。
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この回答へのお礼

ありがとうございました

お礼日時:2001/11/06 08:36

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その他   ; 胴体と天板および底板は、ボルトで固定します。

このような条件で、問題はありますか?
直感で、天板と底板の強度が足りないように思います。
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宜しくお願いします。

Aベストアンサー

No.1の方の”現物主義”も大切ですが、それでは”あたりをつける”ということができません。

ここでの天板と底板に発生する応力は、等分布荷重を受ける円板の曲げの問題で解決できます。
その解は、機械工学便覧などを見れば出ています。

等分布荷重(=圧力)をp,半径をa,板厚をh,ポアソン比をνとします。

外周を固定された円板の場合の場合には、次のようになります。
中心の応力
σr=3(1+ν)pa^2/(8h^2)
σθ=σr
外周縁の応力
σr=3pa^2/(4h^2)
σθ=νσr

簡単のために、最大主応力で評価するとすれば、注目する応力は、中心、外周縁とも、σrです。
中心、外周縁のσrのどちらが大きいかといえば、外周縁の方です。
だから、最大応力σmaxは、
σmax=3pa^2/(4h^2)
となります。

安全のために、aとしては、ボルトのピッチ円の半径(190mmぐらい?)をとれば良いと思います。
圧力の単位は、気圧ではなくて、Paに変換する必要があります。
(0.1atm=101.3hPa=10.13kPa=0.01013MPa)

これらの値を使って計算すると、
σmax=3*0.01013*190^2/(4*5^2)=10.97MPa
となって、使用するアルミ材にもよりますが、大局的には大丈夫そうです。

圧力が繰り返し作用する場合には、疲労に対する検討をしなければなりませんが、それでも大丈夫そうですね。

もし、外周が固定ではなくて、支持状態だとすると、発生応力の最大値は2倍ほど高くなって、
σr=σθ=3(3+ν)pa^2/(8h^2)
となります。(発生位置は中心)
この場合でも、ν=0.34として、
σmax=18.3MPa
ですから、この場合でも大丈夫そうです。

以上の計算は、必ずご自分で検算なさってください。
私のポカミスで、結論がひっくり返るかも知れません。

外周が固定に近いか、支持に近いかは、実物を観察して、実測してみなければわかりません。
それができない場合には、応力が大きく出る方で設計します。

No.1の方の”現物主義”も大切ですが、それでは”あたりをつける”ということができません。

ここでの天板と底板に発生する応力は、等分布荷重を受ける円板の曲げの問題で解決できます。
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等分布荷重(=圧力)をp,半径をa,板厚をh,ポアソン比をνとします。

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Aベストアンサー

●ご質問中の「強度」とは、「部材が千切れたり部材接合部が剥がれたりする、いわゆる[破壊の強度]を指す」ものと理解して、以下ご参考になりそうなことを申し上げます。要点は、「強度と剛性は別物だ」ということです。

(1)まず、強度計算の前に剛性の検討が必要だと思います。実用的な観点からは、重いものを載せたとき、脚などがヘナヘナ曲がったりしては役に立ちません。そのため、予定荷重でテーブルがどの程度撓むのかを、まずチェック(剛性の検討)するわけです。具体的には、たとえば、「予定最大荷重を加えたとき、1mm以上撓まないこと」、のような実用条件を与えて、構造や部材の寸法を決めます。実際上は、類似例から適当な構造と部材寸法を暫定的に決めて、それについて撓み検討をするのがよいでしょう。

(2)撓み量が、与えられた条件以内であるような剛性を持つ構造と部材寸法が、(1)の結果決まったら、その構造と寸法での強度(壊れてしまうかどうか)を確認します。多分、その寸法のままでも、安全率を含めて充分な強度が得られている筈です。

(3)安全率の設定には、法律規定も含めいろいろな要素がからむので、構造設計の専門家のアドバイスが必要でしょう。たとえば、誤って所定位置でないところに機械を載せたらどうなるか・機械は載せたり降ろしたりを頻繁に行うのか・部材の接合強度のばらつきはどう考えるか、など一般論としてはきりがありません。人命にもかかわる機械に使うとのことですので、これらを取捨選択するには、使い方(使われ方)も提示したうえで、専門家のアドバイスを得ることが必要でしょう。

●撓み量の計算式や強度の計算式は、私にとって専門外ですので、式の提示という点ではお役に立てません。しかし、上に述べたような考え方で、数値的にご検討されるのがよいと思います。強度だけで決めてしまうのは実用的でないので、老婆心ながら筆をとらせていただきました。例えば、手すりを考えてください。あれほど太くなくても、人間がぶら下っても切れることはないはずです。しかし、掴まえた手すりがフニャフニャしていては、(切れることが無くても)手すりとしては頼りになりません。

●計算式が提示できないという点で、「自信なし」としておきました。

以上ご参考になれば幸いです。

●ご質問中の「強度」とは、「部材が千切れたり部材接合部が剥がれたりする、いわゆる[破壊の強度]を指す」ものと理解して、以下ご参考になりそうなことを申し上げます。要点は、「強度と剛性は別物だ」ということです。

(1)まず、強度計算の前に剛性の検討が必要だと思います。実用的な観点からは、重いものを載せたとき、脚などがヘナヘナ曲がったりしては役に立ちません。そのため、予定荷重でテーブルがどの程度撓むのかを、まずチェック(剛性の検討)するわけです。具体的には、たとえば、「予定最大...続きを読む

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