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鋼材のせん断強度√3の意味について

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  • 質問日時：
  • 回答数：5件

鋼材のせん断強度だけＦ/1.5√3と
√3が係数として掛かってます。
他の、圧縮・引張・曲げには√3の係数
はかかりません。
なぜ、せん断だけ√3の係数が掛かるのか
分かる方教えて頂けませんか？

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A 回答 (5件)

No.5ベストアンサー

  • 回答日時：

基本的には、yu-foさんの回答３で良いと思います。



物体の多軸応力に対する降伏条件の説の中で、von　Mises　の剪断ひずみエネルギー説があります。
3次元物体の主応力をσ1、σ2、σ3としたときの降伏条件は、
単軸引張に対する降伏応力度をσｙ、とすると、
剪断応力度は主応力の差に比例するので、
σy^2=1/2・((σ1-σ2)^2＋(σ1-σ3)^2＋(σ2-σ)^2))・・・(1)
であらわすことが出来ます。

ここで、鉄骨造に用いる鋼材はほとんど板材のの組み合わせなので、2次元つまり、平面応力とみなすことができ、
σ3＝０・・・(2)
とする事ができます。
また、純剪断状態を考慮すれば、主応力が全て剪断であると考えられるので、
σ1=（-σ2）=τ・・・(3)
と置けます。

(2),(3)を(1)に代入して計算すると、
σｙ^2=3τ^2・・・(4)
となります。

(4)を変形して
τ=σｙ/(√3)
となります。

つまり、√3は、vonMisesの剪断ひずみエネルギー説に基づいた降伏理論によって導かれた数値です。
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この回答へのお礼

k_rivさん、大変親切な回答ありがとうございます。

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お礼日時：2007/04/13 10:33

No.4

  • 回答日時：

＃１，２です。


調べてみたところ、以下の本によると√３の由来は、周辺単純支持長方形ウェブプレートの許容せん断板座屈応力度の式にから出てくる数値のようです。
つまり、せん断だけではなく、せん断座屈を考慮するためにかかっている数値のようです。

鋼材はの板厚は木材やコンクリート部材に比べて薄いため、鋼材だけ座屈を考慮する必要があるから、鋼材だけかかっているのではないかと思います。

参考文献
鉄骨構造の設計（全改訂第２版）　藤本盛久　技報堂出版
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この回答へのお礼

semi-zzzさん回答ありがとうございます。
せん断座屈を考慮するため係数なんですね。
大変ありがとうございます。

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お礼日時：2007/04/02 12:55

No.3

  • 回答日時：

ある書籍で調べましたところ、概略つぎのような解説がなされていました。



平面応力状態におけるミーゼス(Mises)の降伏条件は次式で表される。
σ1^2-σ1σ2+σ2^2=σy^2

ここでσ1=-σ2=τyとすると、上式は3τy=σy^2となることから、
τy=√3σy
が求められる。

ということのようです。

私も興味を持ちましたので、これから詳しく勉強してみようと思います。
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この回答へのお礼

yu-foさん、回答ありがとうございます。
いまいち理解できませんが、回答の一部が
開けたように思います。

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お礼日時：2007/04/02 12:51

No.2

  • 回答日時：

＃１です。



木材については、大学の授業などであまり構造材として習った記憶がないのでわかりませんが（木材の場合異方性、繊維方向と関係などがあるようですが）、建築の構造材の場合、コンクリート構造というのはなく、鉄筋コンクリート構造というものがあるだけです（土木構造物だとコンクリート構造物というのもあるようですが）。

鉄筋コンクリート構造物ではコンクリートのせん断に対して安全率を高めるより、せん断補強筋により、せん断破壊を防ぐ方法をとっているので、コンクリート自体のせん断については安全率を高めていないのではないかと、個人的には思っています。
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No.1

  • 回答日時：

なぜそんな数値が採用されているかまでは知りませんが、



１．５とか√３とはか、安全率の問題ですよね。

一般に曲げ破壊とせん断破壊を比較すると、曲げ破壊は靭性的な破壊であり、せん断破壊は脆性的な破壊といわれており、建築の構造設計では破壊形状を想定して、曲げ破壊が先行するように計画することになっています。

だから、√３というのは、曲げ等よりも先にせん断破壊が発生しないように、せん断に対してはより安全率を持たせるために,かかっているのではないかと思います。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

曲げ先行破壊は理解できます。
ただ、鋼材のせん断だけ√3の係数が掛かります。
使用材料が異なりますが、木材では、圧縮・引張・曲げ・せん断は同じ（破壊形式が異なりますが）。
コンクリートでは、引張・せん断は同じです。
√3に至った過程が気になってます。

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お礼日時：2007/03/29 15:24

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Q引張応力とせん断応力の合成応力？

物体に，引張応力とせん断応力がかかっている場合に破壊するかどうかを調べる場合は，引張応力を単独で，せん断応力を単独で，許容応力以下かどうかを調べるだけでいいのでしょうか？
引張応力とせん断応力を合成した応力が存在し，それが許容応力以下かを調べる必要があるのでしょうか？
その場合は，計算方法も教えて欲しいです．

Aベストアンサー

１＞物体に，引張応力とせん断応力がかかっている場合に破壊するかどうかを調べる場合は，

２＞引張応力を単独で，せん断応力を単独で，許容応力以下かどうかを調べるだけでいいのでしょうか？

考え方のアドバイスを！！

１：破壊するかどうかは、No1さんのおっしゃている降伏条件等を用いて調べます。

２：許容応力は、弾性範囲の実務的な設計で採用されることの多い概念ですので、安全率がかけてある場合が多いです。

許容応力＝破壊応力ｘ安全率

ですから、「許容応力を超える」と「破壊する」は同義語ではありません。

一般的な許容応力法の検討では、

３次元物体には、３方向（ｘ、ｙ、ｚ）の材軸が存在します。この物体に３方向の軸力と剪断力が同時に作用する場合、この物体に生じる最大応力は、
σmax＝√（σx^2＋σy^2＋σz^2＋3τ^2）
で求めることができます。

もし、同時に剪断力を受ける物体が細長い物体で、１方向（ｘ方向）にのみ引張りが生じているならば、
σy=σz=0
となって、
σmax＝√（σx^2＋3τ^2）
で計算することができます。この最大応力が許容応力を超えないことを確かめます。

多少、簡単に書きすぎたかもしれませんが、基本的な流れとしては、合っていると思います。
また、破壊についても基本的な考え方は同じですが、式の表現方法が多少異なり、より詳細な表現がされ、比較の対象が「許容応力」ではなく「降伏応力」になります。

詳しくは、応力テンソル、ミーゼス、トレスカなどのキーワードをgooなどで検索すると詳しい説明のあるサイトを見ることができます。

１＞物体に，引張応力とせん断応力がかかっている場合に破壊するかどうかを調べる場合は，

２＞引張応力を単独で，せん断応力を単独で，許容応力以下かどうかを調べるだけでいいのでしょうか？

考え方のアドバイスを！！

１：破壊するかどうかは、No1さんのおっしゃている降伏条件等を用いて調べます。

２：許容応力は、弾性範囲の実務的な設計で採用されることの多い概念ですので、安全率がかけてある場合が多いです。

許容応力＝破壊応力ｘ安全率

ですから、「許容応力を超える」と「破壊する...続きを読む

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QNをkgに換算するには？

ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか？一応断面積は40mm^2です。
1N＝9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか？
ただ、式の意味がイマイチ理解できないので解説付きでご回答頂けると幸いです。
どなたか、わかる方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

ｋｇｆはＳＩ単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


＞＞＞
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか？

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Ｎの力で引っ張るのと同じですか？」
ということですか？

・・・であるとして、回答します。

４０ｋｇのおもりなので、「おもりにかかる重力」は４０ｋｇｆです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに４０ｋｇｆの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

４０ｋｇｆ　＝　４０ｋｇ×重力加速度
　＝　４０ｋｇ×９．８ｍ／ｓ^2
　＝　だいたい４００Ｎ

あるいは、
１０２グラム（０．１０２ｋｇ）の物体にかかる重力が１Ｎなので、
４０ｋｇ　÷　０．１０２ｋｇ／Ｎ　＝　だいたい４００Ｎ


＞＞＞1N＝9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか？

いえ。
１ｋｇｆ　＝　９．８Ｎ
ですね。


＞＞＞一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
そうであれば、４００Ｎを断面積で割るだけです。
４００Ｎ／４０ｍｍ^2　＝　１０Ｎ／ｍｍ^2　＝　１０^7　Ｎ／ｍ^2
１Ｎ／ｍ^2 の応力、圧力を１Ｐａ（パスカル）と言いますから、
１０^7　Ｐａ　（１千万パスカル）　ですね。

こんにちは。

ｋｇｆはＳＩ単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


＞＞＞
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか？

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Ｎの力で引っ張るのと同じですか？」
ということですか？

・・・であるとして、回答します。

４０ｋｇのおもりなので、「おもりにかかる重力」は４０ｋｇ...続きを読む

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Qボルトの許容せん断応力について

ボルトの許容せん断応力の求めかたを教えてください。
材料はSS400
ボルトはM20　
です。
計算式だけでもかまいませんのでよろしくおねがいします。

Aベストアンサー

許容応力は「建築基準法」、「鋼構造設計規準（以下、Ｓ規）」など各種法令基準で決められていて、それぞれ数値が異なりますし、ボルトの場合、一面せん断か二面せん断か、せん断力と同時に引張力も受けるのか、などでも違ってくるんですが、

ボルトの許容せん断力を求める一番簡単な方法は、Ｓ規に基づく次の計算方法だと思います。

ＳＳ４００の許容せん断応力度ｆ＝０．７ ｔｏｎ／ｃｍ＾２・・・Ｓ規で決まってます。

このｆの値にボルトの軸の断面積（Ｍ２０であればＡ＝３．１４ｃｍ＾２）を掛ければ、許容せん断力（Ａ×ｆ＝２．１９８ｔｏｎ）が求まります。

なお、この値は長期荷重に対する許容値で、風荷重等の短期荷重に対しては1.5倍
することができます。

こんなんでどうでしょうか？

ちなみに、

http://www.kawasaki-steel.co.jp/binran/index.html

にその他いろいろデータが載ってます。

参考URL：http://www.kawasaki-steel.co.jp/binran/index.html

許容応力は「建築基準法」、「鋼構造設計規準（以下、Ｓ規）」など各種法令基準で決められていて、それぞれ数値が異なりますし、ボルトの場合、一面せん断か二面せん断か、せん断力と同時に引張力も受けるのか、などでも違ってくるんですが、

ボルトの許容せん断力を求める一番簡単な方法は、Ｓ規に基づく次の計算方法だと思います。

ＳＳ４００の許容せん断応力度ｆ＝０．７ ｔｏｎ／ｃｍ＾２・・・Ｓ規で決まってます。

このｆの値にボルトの軸の断面積（Ｍ２０であればＡ＝３．１４ｃｍ＾２）を掛け...続きを読む

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Qミーゼスの降伏条件

ミーゼスの降伏条件で以下のような式に至る理由が分かりません！

ミーゼスの降伏条件：
　(σ1-σ2)^2+(σ2-σ3)^2+(σ3-σ1)^2=2σy^2


どうやって導き出したのでしょうか？ひずみエネルギーからなのでしょうか？
塑性力学の本やネットを探し回っても分からなかったので、分かる方、是非ご回答下さい。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

ミーゼスの応力は、金属材料において、
「ある部位の、せん断に起因する歪エネルギー密度Usが、降伏応力（または耐力）に対応する値に達したとき、降伏が始まる」
という仮説に基づいて、導入されました。
この仮説には、
「静水圧のみが、いくら作用しても、降伏は発生しない」
という意味が込められていますが、このことは、実験で確認されました。

以上を式で表してみましょう。

全歪エネルギー密度Ｕから、静水圧に起因する歪エネルギー密度Ｕpを差し引けば、せん断に起因する歪エネルギー密度Ｕsが得られます。
要するに、
Ｕs＝Ｕ－Ｕp　・・・(1)
です。

主応力を、
σ1、σ2、σ3、
これらによって発生する歪を、
γ1、γ2、γ3
として、Ｕを表せば、
2Ｕ＝σ1・γ1＋σ2・γ2＋σ3・γ3　・・・(2)
これに、フックの法則、
ε1＝（σ1－νσ2－νσ3）／E　etc　・・・(3)
を適用すれば、応力だけの式に書き換えられます。

また、応力の静水圧成分をσp、σpによって発生する歪成分をεpとすれば、
2Ｕp＝σp・γp
σp＝（σ1＋σ2＋σ3）／3　・・・(4)
εpは、式(3)において、
σ1＝σ2＝σ3＝σp、ε1＝εp　・・・(5)
と置くことによって、得られます。
εp＝(1－2ν)σp/E　・・・(6)

式(1)（を２倍したもの）
2Ｕs＝2Ｕ－2Ｕp
に、せん断弾性係数Gと縦弾性係数Ｅの関係
Ｅ＝2(1＋ν)Ｇ　・・・(7)
を適用すると、
2Ｕs＝{(σ1－σ2)2＋(σ2－σ3)2＋(σ3－σ1)2}／6Ｇ　・・・(8)
となり、ミーゼスの応力の表示式の主要な部分が見えてきます。

ミーゼスの応力は、３軸の応力σ1、σ2、σ3と等価な１軸の引張圧縮応力をσm（＝あなたのσy）とするもので、(8)において、
σ1＝σm、σ2＝0、σ3＝0　・・・(9)
と置けば良く、結果は
2Ｕs＝2σm ^2／6Ｇ　・・・(10)
となります。

あとは、式(8)と式(10)を等置すれば、おしまい！！
あなたのレベルからすると、ちょっと親切過ぎたかも知れませんね（＾＾

ミーゼスの応力は、金属材料において、
「ある部位の、せん断に起因する歪エネルギー密度Usが、降伏応力（または耐力）に対応する値に達したとき、降伏が始まる」
という仮説に基づいて、導入されました。
この仮説には、
「静水圧のみが、いくら作用しても、降伏は発生しない」
という意味が込められていますが、このことは、実験で確認されました。

以上を式で表してみましょう。

全歪エネルギー密度Ｕから、静水圧に起因する歪エネルギー密度Ｕpを差し引けば、せん断に起因する歪エネルギー密度Ｕs...続きを読む

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Q鋼板の曲げ応力について

初心者です

壁に厚さ32ｍｍ　幅150ｍｍ　長さ515　の鋼板があります
壁に片方を付け、反対側に10ｋｎの力をかけるとゆう作業なのですが、
10ｋｎでもつのか、またどの位の力までもつのか知りたいのですが算定のしかたが分かりません

宜しくお願いします

Aベストアンサー

図のような荷重状態を想定しました。
また、鋼材の材質が指定されてないので、一般的なＳＳ４００（一般構造用鋼材）を想定します。
ＳＳ４００の許容曲げ応力度ｆｂ＝１５６Ｎ／ｍｍ２、また、許容せん断力ｆｓ＝９０.４Ｎ／ｍｍ２とします。
なお、計算はＮとｍｍで進めます。
（１）曲げに対する検討
最大曲げモーメントＭ＝ＰＬ＝１０，０００×５１５＝５，１５０，０００Ｎ・ｍｍ
断面係数Ｚ＝ｂｈ２／６＝１５０×３２×３２／６＝２５，６００ｍｍ３
曲げ応力度σｂ＝Ｍ／Ｚ＝５，１５０，０００／２５，６００＝２０１Ｎ／ｍｍ２＞ｆｂ＝１５６Ｎ／ｍｍ２
∴許容曲げ応力度を超えているので安全とはいえません。（もたないです）
では、何ｋＮまでならＯＫかと逆算すると，
Ｐ×５１５／２５，６００＝１５６
Ｐ＝７，７５４Ｎ
∴７.７ｋＮまでなら計算上はＯＫとなります。
このとき，せん断に対しては，
せん断応力度τ＝Ｐ／Ａ＝７，７００／１５０×３２＝１.６Ｎ／ｍｍ２≦ｆｓ＝９０.４Ｎ／ｍｍ２
∴せん断に対しても安全といえます。
（注）ＳＳ４００の材料自体の計算例を示しましたが、これ以上に壁に対する固定方法のチェックもお忘れなく。

参考文献：計算の基本から学ぶ　建築構造力学　上田耕作　オーム社

図のような荷重状態を想定しました。
また、鋼材の材質が指定されてないので、一般的なＳＳ４００（一般構造用鋼材）を想定します。
ＳＳ４００の許容曲げ応力度ｆｂ＝１５６Ｎ／ｍｍ２、また、許容せん断力ｆｓ＝９０.４Ｎ／ｍｍ２とします。
なお、計算はＮとｍｍで進めます。
（１）曲げに対する検討
最大曲げモーメントＭ＝ＰＬ＝１０，０００×５１５＝５，１５０，０００Ｎ・ｍｍ
断面係数Ｚ＝ｂｈ２／６＝１５０×３２×３２／６＝２５，６００ｍｍ３
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Q引っ張り強度とせん断強度は違いについて

強度について
引っ張り強度とせん断強度は違うものだとは思うのですが，
じっさいどう違うのは説明できません．
二つの強度について端的に分かる方，いらっしゃいましたら教えていただけないでしょうか？
構造の本を読んでいるとその言葉があり，よく分かりませんでした．

Aベストアンサー

どちらも力の方向は反対向きにかかりますが、二つの力の作用点が方向線の延長上ある時の耐力が引っ張り強度で、
作用点が食い違っている場合に生ずる耐力がせん断強度だと思いますが・・・。

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Q降伏点 又は 0.2%耐力とはなんですか？

降伏点 又は 0.2%耐力というものを教えて下さい。
SUSを使って圧力容器の設計をしようとして、許容引張応力とヤング率だけでいいと思っていましたが、どうも降伏点 又は 0.2%耐力というものも考慮しなければいけないと思ってきました。
どなたかご助言お願い致します。

Aベストアンサー

●二つの材料強度
　金属材料の機械的特性のうち、一般に強度と呼ばれるものには
　・引張強度
　・降伏強度
　この二つがあります。

　引張強度はその名のとおり、引張荷重を上げていくと切れてしまう破断強度です。
　いわば最終強度です。

●降伏強度とは
　さて、ある材料を用意し、引張荷重を徐々にかけていくと、荷重に比例して
　ひずみ（伸び）が増えていきます。
　ところが、引張強度に達する前に、荷重とひずみの関係が崩れ、
　荷重が増えないのに、ひずみだけ増えるようなポイントが現れます。
　これを降伏と呼びます。

　一般に設計を行う場合は、降伏強度に達することをもって「破壊」と考えます。
　降伏強度は引張強度より低く、さらに降伏強度を安全率で割って、
　許容応力度とします。大きい順に並べると以下のような感じです。

　引張強度＞降伏強度＞許容応力度

●0.2%ひずみ耐力
　普通鋼の場合は降伏点が明確に現れます。
　引張荷重を上げていくと、一時的にひずみだけが増えて荷重が抜けるポイントがあり
　その後、ひずみがどんどん増え、荷重が徐々に上がっていくようになります。

　ところが、材料によっては明確な降伏点がなく、なだらかに伸びが増えていき
　破断する材料もあります。鋼材料でもピアノ線などはこのような荷重-ひずみの
　関係になります。

　そこで、このような明確に降伏を示さない材料の場合、0.2%のひずみに達した強度を
　もって降伏点とすることにしています。

●二つの材料強度
　金属材料の機械的特性のうち、一般に強度と呼ばれるものには
　・引張強度
　・降伏強度
　この二つがあります。

　引張強度はその名のとおり、引張荷重を上げていくと切れてしまう破断強度です。
　いわば最終強度です。

●降伏強度とは
　さて、ある材料を用意し、引張荷重を徐々にかけていくと、荷重に比例して
　ひずみ（伸び）が増えていきます。
　ところが、引張強度に達する前に、荷重とひずみの関係が崩れ、
　荷重が増えないのに、ひずみだけ増えるようなポイントが現...続きを読む

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Q許容引張応力とは何ですか？

許容引張応力とはどういうものなのでしょうか？
例えばSUS316で700℃下の圧力容器で、許容引張応力は30N/mm2となっています。SUS316の引張強さは700℃で300N/mm2
つまり安全率は10としている事になります。
こういう解釈で良いのでしょうか？
許容引張応力について教えてください。

Aベストアンサー

＞許容引張応力とはどういうものなのでしょうか？

ということなので,許容引張応力の一般的な決め方及び考え方について記述します。ただ,私の専門が建築なもので，機械や容器の分野に対しては,少し，的外れの点があるかもしれません。ただ,基本的な考え方は，概ね,同じではないかと思っています。

さて,
一般に,鋼材などの材料に引張力や圧縮力などの荷重をかけると,最初は,所謂フックの法則が成り立ち,荷重とひずみが比例します。
P=k・ε
それでも，載荷を続けると,比例限度を超え，荷重（P)の増加に対し,ひずみのほうが大きく増加する状態になります。この比例状態の限界点が降伏点又は降伏強度（σｙ）です。
この時の,降伏強度以前が弾性,降伏強度を超えると塑性となります。
その後も,載荷を続けると,そのうち破断又は破壊します。この時の破壊時の強度が破壊強度（σB）です。ここで,引張によって破壊した場合が引張強度です。ここら辺については，↓のURLの図を見たほうが分かり易いと思います。

ここで,＃１さんが述べておられるとおり，例えばステンレスなどの材料の降伏強度を推定することは,なかなか困難です。↓URLの技術資料にある物理的・機械的性質を示す図を見られたら分かりますが，

http://www.ssba.or.jp/

鋼材（SS400)等は，降伏点付近で降伏棚を形成するので,この位置が降伏点だと決めやすいのですが，ステンレスの場合は,全体がなだらかな曲線になっており，どこが降伏点なのか,一目では分りません。

そこで,このような材料については，引張試験等において,載荷荷重０から徐々に載荷荷重を増加し,ある点で除荷します。除荷後の残留ひずみが１％又は２％残るときの荷重を降伏点とし,降伏強度（σｙ）又は基準強度（F値）とします。

建築や土木のような,比較的大きい構造物を扱う分野では，構造物が使用されている期間に数回遭遇する程度の大地震で破壊しなければよいということで,この降伏強度を短期許容応力として,
σｓ＝σy
この応力以下で設計することが求められます。

また,構造物に常時作用する自重などで構成材料が降伏すると困るので,安全率を１．５培見込んで,
σL=σｙ/1.5
を長期許容応力としています。

機械等の分野は,専門外なので，詳細は分かりませんが,例えば,エンジンのシリンダのような精密機械に１％又は２％残留ひずみを認めると,製品としてまったく役に立たなくなる可能性が大きいので，実際に弾性範囲と見做せる限界点まで低減して許容応力としているようです。

また,高圧容器などの分野でも,その分野に特殊な条件が存在するため,独自の数値が設定してあるようです。容器のSUS316の場合を概算してみると，700度Cでは,降伏強度（σy＝106：１％又は２％セットアップ値）に対する引張許容応力（σa=30）は,
σy/σa＝106/30≒3.53
程度の安全率になっているようです。

因みに,安全率は，材料を主に弾性範囲で使用する分野では，破壊強度（σB)よりも降伏強度（σｙ）に対する安全率と考える場合の方が多いようです。

参考URL：http://www.ssba.or.jp/

＞許容引張応力とはどういうものなのでしょうか？

ということなので,許容引張応力の一般的な決め方及び考え方について記述します。ただ,私の専門が建築なもので，機械や容器の分野に対しては,少し，的外れの点があるかもしれません。ただ,基本的な考え方は，概ね,同じではないかと思っています。

さて,
一般に,鋼材などの材料に引張力や圧縮力などの荷重をかけると,最初は,所謂フックの法則が成り立ち,荷重とひずみが比例します。
P=k・ε
それでも，載荷を続けると,比例限度を超え，荷重（P)の増加に対し...続きを読む

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Q　せん断力、せん断応用力、せん断抵抗力について

　せん断力、せん断応用力、せん断抵抗力それぞれの意味、
計算式又は方程式を教えてください。

大学に行っていない素人ですが宜しくお願いします。

Aベストアンサー

せん断を利用して物を切断する場合、その材料の断面積Aとせん断強さ(応力)τuが既知であれば、
P>τu・Aのせん断力Pを作用させればせん断で切断されることになります。
材料の強さについては次のURLをご覧下さい。
http://ms-laboratory.jp/strength/st_top.htm

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Qなぜ、鋼材の許容引張応力は許容圧縮応力より小さいのですか？

なぜ、鋼材の許容引張応力は
許容圧縮応力より小さいのですか？
また、これは他の材質にも当てはまりますか？

Aベストアンサー

許容引張応力と言うからには、どんな式や規格を基準に導かれた応力値であるかを明らかにしなければならないと思います。
h191224さんは、許容引張応力を引張強さとみなして回答されているようですが、そうではない可能性が大きいと思います。
引張強さに対して、法律や使用条件などの諸設計条件からくる制約を加味したものが、許容引張応力のはずです。設計条件で、細長い棒的形状として使用するのであれば、smzsさんのおっしゃるように、引張りでは座屈は考慮する必要はないが、圧縮では考慮する必要があります。その結果、細長い棒の場合、許容引張応力は許容圧縮応力より大きいということになり、質問者さんの期待とは反対の結果が出てきます。これは、鋼材に限らず、どんな材料でも一緒です。

質問者さんは、現在直面していらっしゃる具体的な部材の材料と形状、その材料で、許容引張応力と許容圧縮応力がどの程度違うのかを数値として明らかにした方がよいと思います。
もし質問者さんが、引張強さのことを許容引張応力と書かれているなら、鋼材については、引張強さと圧縮強さはほぼ同じですから、回答は、「そんなことはない」ということになってしまいます。しかし、非金属材料では、一般に、引張強さは圧縮強さより小さいので、「その通り」ということになります。その理屈は、h191224さんが引用されたところに書いてある通りです。

許容引張応力と言うからには、どんな式や規格を基準に導かれた応力値であるかを明らかにしなければならないと思います。
h191224さんは、許容引張応力を引張強さとみなして回答されているようですが、そうではない可能性が大きいと思います。
引張強さに対して、法律や使用条件などの諸設計条件からくる制約を加味したものが、許容引張応力のはずです。設計条件で、細長い棒的形状として使用するのであれば、smzsさんのおっしゃるように、引張りでは座屈は考慮する必要はないが、圧縮では考慮する必要があります...続きを読む

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