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主応力図は何に利用するのですか??

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A 回答 (1件)

 主応力のベクトル図のことですよね ~ まさか、主応力の等応力線ではないですよね。


 この図では、応力の方向と大きさが分かるので、外力を受ける物体内の、応力の流れ・力の伝わり方を知ることが出来ます。
 一例ですが、穴があいていたり、切り欠きがある板に外力が作用した場合の、穴や切り欠きの周辺で、力がどのように伝わっていくのか、主応力図を使うとよく分かります。
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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:2010/07/29 15:25

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Qせん断応力ってどういう時に働くのですか?

せん断応力ってどういう状態の時に働くのでしょうか?単軸引張(圧縮)の時は働かないんですよね?
2軸引張(圧縮)の時に働くのでしょうか?純粋せん断状態というのはx、y軸にそれぞれ引張、圧縮が働く時の状態を言うらしいのですが。

Aベストアンサー

一番簡単な例は正方形の板をゆがめて平行四辺形にしたとき働いています.
教科書の説明もそんな感じだと思います.
イメージとしては物体をゆがめる力です.

定義っぽく言えば,面に平行な力から発生する応力をせん断応力といい,
面に垂直な力から発生する応力を垂直応力といいます.
従って,力がかかる面が決まって始めて応力が決まります.
力を面積で割って応力となるのですから,当然ですよね?

で,単軸引っ張りだろうがなんだろうが,物体に力をかければ基本的に垂直応力とせん断応力はセットで発生します.
ただ,せん断応力がゼロになる面というのが1つだけ存在し,主応力面といいます.
棒の単軸引っ張りでは,横に切った断面でせん断応力がゼロになります.
軸力からは面に水平な力が発生しませんから.
唯一…ではないかもしれませんが,例外は静水圧を受けたときだけです.
静水圧ならば,あらゆる面でせん断応力がゼロになります.

つまり,単軸引張で働かないというのは,『軸と垂直な面を考えたときに』という一文が隠れています.
軸と垂直でない面,例えば棒の引っ張り試験なら棒を斜めに切った断面,にはせん断応力が働いています.
斜めの断面には面に斜めに軸力がかかるわけですから,
面の垂直方向と水平方向と両方に力が働いてますよね?
だから斜めの面にはせん断能力が発生します.

実際に,圧縮には強いがせん断には極端に弱いコンクリートの円筒などを軸圧縮すれば,
斜めの亀裂が入って,その断面からすべるように壊れます.
圧縮の垂直応力で壊れる前に,斜めの面に働くせん断応力で壊れるので,
せん断応力が最大になる斜め45度の面で壊れるのです.

しかし,静水圧ではあらゆる面でせん断応力が働きません.
従って,カップ麺の容器なんかを海底深く沈めれば,
形はゆがまずに,ミニなカップ麺の容器ができます.

一番簡単な例は正方形の板をゆがめて平行四辺形にしたとき働いています.
教科書の説明もそんな感じだと思います.
イメージとしては物体をゆがめる力です.

定義っぽく言えば,面に平行な力から発生する応力をせん断応力といい,
面に垂直な力から発生する応力を垂直応力といいます.
従って,力がかかる面が決まって始めて応力が決まります.
力を面積で割って応力となるのですから,当然ですよね?

で,単軸引っ張りだろうがなんだろうが,物体に力をかければ基本的に垂直応力とせん断応力はセット...続きを読む

Q静的・動的の意味

よく静的解析、動的解析という言葉を耳にするのですが
いまいちイメージがつかめません。

そもそも力学的に「静的」、「動的」とはどういう意味を持つのでしょうか。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

検索エンジンで調べてみますと、「動的解析」や「静的解析」という用語は、それが使われる分野によって意味が違っています。ソフトウェアの分野では、ソフトウェアを動作させずに調べることを静的解析、動作させて調べることを動的解析と言うようです。また、建築の分野では、建築物の風力や重量などに対する耐性を調べることを静的解析、地震のときの揺れなどに対する耐性を調べることを動的解析と言うようです。

力学は、静力学と動力学に分けることができます。静力学では、”力の釣り合い”を、動力学では、”運動”を扱います。

Qモーメントの符号

力のモーメントの符号について質問があります。
私の使っている教科書「工業力学 入江敏博著」には「同一の平面内に働く時計回りのモーメントの符号を負、反時計回りを正」と書いてあるのですが、他の教科書やネットを見ていると「時計回りが正、反時計回りが負」と記述されているのも見られます。計算上の都合だけで、どちらでもかまわないのでしょうか?どちらがより一般的なのでしょうか。

Aベストアンサー

質問者様の事情がわからないので、慎重に答えます。よくわからない場合は補足してください。

(1)「力のモーメントは空間のベクトルだから、単純に正負に区別できない」というのが、たぶん本来の回答です。力のモーメントの定義は、ベクトルの外積を使って、
 N = r × F
です。rは支点から作用点に向かう位置ベクトル、Fは作用点に働く力です。演算「×」は外積といいます。Nの大きさは、|r||F|sinθです。θはrとFの間の角です。Nの向きは、rからFに向かって近いほうの角に回転させたとき、右ねじが進む方向と定義します。Nは、rとFのどちらにも垂直です。

(例)紙面に図が書いてあって、rが右向き、Fが下向きとすると、時計回りの力のモーメントになります。このとき、Nの向きは、紙面の向こう側に向かう向きになります。反時計回りの力のモーメントの場合は、Nの向きは、紙面から手前に向かう向きになります。

(2)力のモーメントは、ベクトルの成分に分けて考えることができます。
 右手の親指・人差し指・中指をフレミングの法則のように垂直にしてそれぞれx,y,z軸とする座標系で考えます。
 紙面の右方向をx軸、紙面の上方向をz軸として考えている場合は、紙面内で回転する力のモーメントはy軸方向になります。上の(例)とあわせてみると、時計回りはNyが正、反時計回りはNyが負となります。

 一方、紙面の右方向をx軸、紙面の上方向をy軸として考える場合は逆です。時計回りはNzが負、反時計回りはNzが正となります。

(3)そもそも、紙に実験装置か何かの絵が描いてあったとして、その装置を裏側から見れば回転は逆になるのですから、座標軸がない限り回転方向の正負は決められません。

(3)以上のようなことですから、紙面に書かれた図で力のモーメントを考える場合は、上のように座標軸を決めるか、または時計回りと反時計回りのどちらを正にするのかを、まず宣言する必要があります。

「力のモーメントは時計回りを正とする」と宣言すれば、以後の計算はそれに従います。宣言していない場合は、式の形から見分けるしかありません。

分野によっては、何か習慣があるかもしれません。そのあたりの事情はわかりません。
ご質問の趣旨に合わなければ申し訳ありません。補足をお願いします。

質問者様の事情がわからないので、慎重に答えます。よくわからない場合は補足してください。

(1)「力のモーメントは空間のベクトルだから、単純に正負に区別できない」というのが、たぶん本来の回答です。力のモーメントの定義は、ベクトルの外積を使って、
 N = r × F
です。rは支点から作用点に向かう位置ベクトル、Fは作用点に働く力です。演算「×」は外積といいます。Nの大きさは、|r||F|sinθです。θはrとFの間の角です。Nの向きは、rからFに向かって近いほうの角に回転させたとき、右ねじが進む方向と...続きを読む


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