話を説明しやすくするため、ファイバを円柱に見たてます。
光ファイバを円柱の底面と切断鏡面が5度傾くように切断するために
使われている方法ですが、なぜこの方法で、5度傾くのかが分かりません?
参考文献なり、原理なりを知っている方、暇な時にでもお願いいたします。

--方法--
(1)まず、ファイバの両端を固定する。
(2)片方には、引っ張り荷重を、もう片側は5度ねじります。
(3)ダイアモンドカッターで真中付近に超音波で傷を入れる。
(4)引張荷重によりその傷から切断される。
(5)切断面が五度傾いたものが得られる。

      簡略化した図(分かるかな)
5┌────────────┐
度│                  │
ね│                  │→引張荷重
じ│                  │
る└────────────┘
 ・        ↑<カッター>

A 回答 (1件)

回答になってませんが....



昔々やった実験を思い出しました。チョークをねじる力だけで破断させると、きれいな螺旋形の断面が出現します。材料力学における応力集中の問題なんですけど。
で、ご質問のテクニックの場合、5度傾いた面がホントに平面になるようにはどうも思えないんですよ。

この回答への補足

かなーり、時間がたちましたが、補足します。

この切断は、『応力切断法』と呼ばれるものだそーです。

この方法では、ファイバのような脆性物質の切断面は、きれいな平面になります。

この件で、もし何か分かりましたら、また、お願い致します。

補足日時:2001/07/05 13:39
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Qカッターナイフを切断

カッターナイフのように刃がついて尖った物を切断する際、刃先を傷ませない様に切断するにはどのような方法で切断すればよいのでしょうか?

Aベストアンサー

こんばんは。

カッターナイフが何故あのよに綺麗に折れるかというと、
[熱処理の前]にロール鋼帯をプレスする事に意味があるんです。

鋼帯に折れ線をプレスして入れると、その線の部分の金属結晶に歪みが生じます。
線状の極めて狭い範囲だけの金属結晶が極端に細粒化され、全体からみれば
その部分だけが組織が不均一な状態になっいることになります。
それを焼き入れし、マルテンサイト変態を起こさせると、その部分に周囲よりも強いストレスが
集中して容易に折すくなると言う仕組みになっています。

カッターナイフの刃の部分は一見線状の切れ目が無いようですが、これは刃を付け研磨されてしまって見えないだけで、
しっかり組織は折れやすい構造になっているんです。

と言うわけで、原則として前の方の紹介のサイトの通り、
「帯鋼帯をプレス→熱処理→研磨→折れ線から折って小分けする」
と言う手順で十分な製品が完成すると言う事になります。

質問に対する回答としては、
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刃を摩滅、折損させたり焼きが戻ることになるので、切断後の再研磨は必須」
となります。

じゃ、カッターナイフの素材は何かと私も興味がありまして、丁度夜なんで火花試験をしてみましたが、
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他のメーカーも鋼種は大同少異だと思いますが、ポイントは、折れ線の断面形状、熱処理の加減だと思いますよ。
チャレンジしてみてください。
カッターナイフのメーカーの者ではありませんが、金属材料や熱処理の分野の人間のお話として、物造りの参考になれば。

こんばんは。

カッターナイフが何故あのよに綺麗に折れるかというと、
[熱処理の前]にロール鋼帯をプレスする事に意味があるんです。

鋼帯に折れ線をプレスして入れると、その線の部分の金属結晶に歪みが生じます。
線状の極めて狭い範囲だけの金属結晶が極端に細粒化され、全体からみれば
その部分だけが組織が不均一な状態になっいることになります。
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QFEM板曲げ問題の分布荷重に対する荷重項

有限要素法(FEM)で薄板曲げを扱う際、分布荷重に対する節点の荷重項(等価節点荷重)を求める公式あるいは参考文献はないでしょうか。梁に関してはいろいろな公式(両端固定、片側ピン等)があるのですが。

Aベストアンサー

どのようなことをしたいのでしょうか?

?.自作のプログラムで計算をしたいが、等価節点荷重の与え方がわからないということなのでしょうか?
それなら、有限要素法での分布荷重p→等価節点荷重Fの変換の公式は、どの本にも載っていて、
[N]:変位関数マトリクス
{p}:分布荷重ベクトル
{F}:等価節点荷重ベクトル
とすれば、
梁のような線荷重の場合には、
{F}=∫[N]T{p}dL
今のあなたの問題である面荷重の場合には、
{F}=∫∫[N]T{p}dS
重力や遠心力のような体積力の場合には、
{F}=∫∫∫[N]T{p}dV
で与えられます。

?.既成のプログラムを利用して、分布荷重の計算をしたい場合には、今どきのプログラムは分布荷重を与えれば、内部で自動的に等価節点荷重に変換する機能は持っているので、それを利用すれば良いのです。
ただし、分布荷重が一様でないような、複雑な分布形態の場合には、これに対応できるプログラムはほとんどありません。
この場合には、?の式を用いて、自分で変換しなければなりません。そのためには、そのプログラムで使用されている要素の変位関数を知らなければなりません。「言うは易し、行うは難し」です。

しかし、あなたの場合には、等価節点荷重に関する大きな思い違いがあるように思います。
その根拠は、「梁に関してはいろいろな公式(両端固定、片側ピン等)がある」という記述です。
?による等価節点荷重の計算結果は、要素の拘束状態には無関係になります。ですから、梁の場合、両端固定でも、片側ピンでも、結果は一緒なのです。
こう言われて「なんで?」と思われるようでは、等価節点荷重というものについての理解ができていないということであり、その状態で「等価節点荷重」を求めても、それは真の値ではありません。

等価節点荷重には、直感的に妥当な結果となるものはむしろ少なく、「なんでそうなんのよぉ?」と思われるような値になるものが多いので、要注意です。

直感的に妥当な結果となるものとしては、2次元の3角形1次要素やアイソパラメトリック4角形1次要素に、面内方向の重力をかけた場合には、各節点には、要素の重量の、それぞれ、1/3、1/4の荷重が作用します。
また、上記1次要素の辺に等分布荷重が作用する場合には、辺の両端の節点には、その分布荷重の合力の、それぞれ1/2ずつが作用します。

梁要素に等分布荷重が作用する場合には、梁の両端の節点には、その分布荷重の合力の、それぞれ1/2ずつが作用します。
ここまでは直感的に妥当なのですが、この他に、分布荷重なのに、節点にはモーメントが作用するという結果が得られます。
ほとんどの人が「なんでそうなんのよぉ?」と思うのですが、これは現在の主流となっている有限要素法が「変位法」という、変位を最も精度よく計算するアルゴリズムに立脚していることによります。

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以上を読んで、もしわからない概念や言葉があれば、それは知識不足であって、現段階で「等価節点荷重」を求めること自体が無謀ですので、まず有限要素法に関する本を読んで勉強しましょう。
有限要素法に関する本は、本屋に行けば、いろいろとありますので、立ち読みするには事欠きません。

どのようなことをしたいのでしょうか?

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それなら、有限要素法での分布荷重p→等価節点荷重Fの変換の公式は、どの本にも載っていて、
[N]:変位関数マトリクス
{p}:分布荷重ベクトル
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とすれば、
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Q細い円柱の上に太い円柱は乗るのか。

長い円柱を2つ用意し、一つの円柱の上にもう一つの円柱をクロスにして乗せることを考えます。

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これにより上の円柱は左に戻り、安定します。
一方細い円柱の上に太い円柱を置くと、この場合は逆に右に傾ければ右に重心が来るのでそのまま右へ行ってしまいます。

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上の円柱の重心は接触点より
R2sinθ-R1θcosθ
の距離だけ、傾けた側に移動することが分かります。
安定するには傾けた側と反対側に移動してほしいので、
安定条件は
R2sinθ<R1θcosθ
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14°の斜辺に真上から400ton衝撃荷重がかかった場合地面と水平の横方向にかかる荷重を教えて下さい。用途は斜辺のブロックを水平ブロックにネジ止めしたいのですが、ネジの径と本数にこの荷重がでないと選定できないためです。大変困っています。よろしくお願いします。。

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Aベストアンサー

間違っている可能性としては,

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2:sinを取るとき,分母分子を間違えている.

いかがでしょうか.


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