片持ち梁で、固定端に、梁とは直角方向に10Gの加速度が一瞬入ったとき、この梁の内部応力、たわみ、たわみ角をどのようにして求めればよろしいのでしょうか?梁には、荷重はかかっておらず、自重のみです。よろしくお願いします。

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A 回答 (1件)

材力の教科書を一読されて↓このソフトウェアで計算してみましょう。



参考URL:http://www.vector.co.jp/soft/win95/business/se03 …

この回答への補足

情報の提供、どうもありがとうございます。
勉強不足で申しわけ無いのですが、モデルをどのように
考えるかが分からないのです。
一見、等分布荷重が梁にかかっているモデルを作れば
良いように思えますが、物の慣性力(その場にとどまろうとする
力)まで考え無くてはならないのか、考えた場合には
どのような式が当てはまるのかまで考えてしまうと
私の手には負えなくなります。
題名に[材料力学]と書いてしまったのは私のミスです。
申しわけありませんでした。

補足日時:2002/01/29 00:47
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計算の基本から学ぶ 建築構造力学 上田耕作 オーム社 から一部引用しました。

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回転端と固定端の現実的な違い(理論ではなく) 

たとえば両端回転梁で中央集中荷重の場合、梁センター発生するモーメントM=PL/4 と理解しています。
この場合、梁端部はモーメントがかからないから反力(せん断力)のみ考慮すればいいものと長い間考えていました。しかし実際の施工は橋げたでもない限り回転端なわけがなく、たいてい固定端だと思います。

例えばスパン6m、一辺が1mの柱の側面に全長6mの[100X50などの鋼材をアンカで単純に固定する際、両端の柱にはたいてい2個以上設けます。(鋼材と柱コンクリートのラップ幅は300とします。またアンカのへりあきだとか埋め込み深さは無視してください)この場合、

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よろしくお願い申し上げます。


  

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たとえば両端回転梁で中央集中荷重の場合、梁センター発生するモーメントM=PL/4 と理解しています。
この場合、梁端部はモーメントがかからないから反力(せん断力)のみ考慮すればいいものと長い間考えていました。しかし実際の施工は橋げたでもない限り回転端なわけがなく、たいてい固定端だと思います。

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Aベストアンサー

難しい質問ですね。#1の方の回答のように、ケースバイケースというのが正直な所です。

Q1.固定端の特徴は、曲げモーメントを伝えることと、部材間の角度が変わらないことです。片側をアンカー1本で固定したとしても、チャンネル~壁面の摩擦が働くので橋梁支持部のピン接合のように回転自由ではありません。ボルト1本固定=回転自由ピンは、ボルトの正しい使用方法にはなりません。(緩む)
従って、回転端とは言いきれないと思います。
その前に片側をアンカー1本にて固定するのは、たいてい強度不足であり、また垂直方向以外の荷重、ねじれなどがかかる場合などでも弱いので現実的ではありません。(ご質問の通りです)
アンカー2本で固定する場合も、アンカー2本はバカ穴を通すと思いますので、チャンネルへの荷重を増やすとチャンネル端部でもにたわみ角が発生します。(ということは、角度が変わる=固定端でないですね)

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集中荷重がかかる単純梁(2ヶ所の支持部)の部材の選定時は、曲げモーメントはピン接合の方が大きくなるので、通常支持部は回転端と移動端にて計算します。
しかし、梁の支持部は厳密にはピン節ではないので(ご質問の通り)、支持部(アンカー)の強度は、両端固定にて発生する曲げモーメントを考慮できれば、より安全です。ご存知だと思いますが、アンカーに曲げモーメントを直接作用させたくありません。このような場合は、構造的に2列以上にして片側のアンカーに引抜荷重のみが作用する構造したり、梁の荷重点を支持部に近づけたりして、曲げモーメントを小さくしてアンカー強度が不足しないようにしていると思います。

Q3.支持部が厳密には固定端で無い(たわみ角が発生する)ということより、接合部に直接大きい曲げモーメントが作用しない、例えば丸木橋のように部材が直接基礎の上に載っているなどのケースで、部材を選定する上で条件の厳しい方(曲げモーメントが大きい)を選択するため、だと思います。

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ピン接合、剛接合、ピン節、剛節、などで検索してみてもなにか見つかると思います。
実用上は定義を明確にしているのではなく、計算条件で安全側を選択しているという回答なので、結局#1の方の回答といっしょですね。
#1のお礼についてですが、単純梁=単純支持梁(支持部は回転端と移動端のため、支持部の曲げモーメントは0)です。固定端→回転端へシフトするというより、固定端で無いという解釈だと思います。じゃあ、回転端? と言われると、回転端でもないのですけど。(経験ある設計者が、より実状に近い条件で設計しているというところでしょうね)

参考URL:http://members.ytv.home.ne.jp/m.h/etc/kozo/2-1.htm

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Q1.固定端の特徴は、曲げモーメントを伝えることと、部材間の角度が変わらないことです。片側をアンカー1本で固定したとしても、チャンネル~壁面の摩擦が働くので橋梁支持部のピン接合のように回転自由ではありません。ボルト1本固定=回転自由ピンは、ボルトの正しい使用方法にはなりません。(緩む)
従って、回転端とは言いきれないと思います。
その前に片側をアンカー1本にて固定するのは、たいてい強度不足であ...続きを読む

Q衝撃荷重(波形)の測定法

梱包材の性能やヘルメットといったものの衝撃荷重(波形)というのはどのように測定しているのでしょうか。静圧(水圧や静的な荷重)を測定するセンサは数多くあると思うのですが、瞬間的に生じる衝撃力を測定できるセンサはなかなか見かけません。どんなたかご存知の方おられましたらアドバイスの方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

私は航空宇宙関係で衝撃をちょっとやっていますが、使っているのは米国ENDEVCO社の加速度センサーです。

ENDEVCOであれば、加速度センサーのカタログがPDFで提供されていますので参考URLに載せておきます。

ただ、ヘルメットなんかだと曲面にセンサーを貼り付ける必要がありますね。結構大変かもしれません。

計測する加速度レベルにもよりますが、あまり大きな加速度であれば波形に歪みやDCシフトなどが発生する可能性がありますのでお気をつけて。

尚、ENDEVCOの日本代理店は丸文(株)です。連絡先はENDEVCO社のHPにあったとおもいます。

他、国内メーカであれば東陽テクニカというメーカがあります。

尚、加速度センサーを使うためには少なくとも以下のものが必要かと思います。

(1)チャージアンプ(センサがアンプ内蔵型であればDCアンプ)
(2)ケーブル(私はローノイズケーブルというものを使っています)
(3)データ記録機材(データレコーダ、A/Dボード付きのデータ収集装置、又はFFTアナライザなどでよいかと思います)

ただ、これらはまともに買うとかなり高くつきますよ(チャンネル数にもよりますが百万オーバーいくと思います)

他の方がご提案されている歪みゲージ型は使ったことがありません。

参考URL:http://www.endevco.com/test/products_tofc.htm

私は航空宇宙関係で衝撃をちょっとやっていますが、使っているのは米国ENDEVCO社の加速度センサーです。

ENDEVCOであれば、加速度センサーのカタログがPDFで提供されていますので参考URLに載せておきます。

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