親子におすすめの新型プラネタリウムとは?

いろいろ調べてみたのですが、見つからなかったので質問をします。

板材同士の突合せ溶接の強度に関しては機械設計製図便覧などに載っているのですが、
配管同士のものは載っていません。

下図のような形状で、部材中央に下方向の荷重がかかる場合の溶接強度はどうなるでしょうか?
なお、材料はSGP20A(外径27.2mm 内径21.6mm)、溶接継手はFSGP20×20とします。
荷重がかかる部分の材料の長さは400mm、荷重は500Nと仮定します。


よろしくお願いします。

「突合せ溶接配管の溶接強度」の質問画像

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A 回答 (2件)

突合せ溶接(正しくは、レ グルーブ溶接 あるいは レ形溶接)であるかぎり、強度に違いはありません。



パイプの場合、縦溶接、上向き溶接になる部分がでてきて溶接が難しいのですが、それなりの資格がある人が、正しい材料と風がないなど十分な条件下で行えば、欠陥は出ません。欠陥がない限り強度に違いはありません。
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便覧を見るのではなくて機械設計の本をよみましょう。



溶接の設計を読めば

直線に溶接する場合溶接はじめと終わりは強度計算する場合除きますが

基本的に溶接長さに比例することがわかると思います。

円筒状の溶接の場合は27.2X3.14で外周長さを出す考え方でいいと思います。
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Q突き合わせ溶接と隅肉溶接について勉強しているのですが、突き合わせ溶接は

突き合わせ溶接と隅肉溶接について勉強しているのですが、突き合わせ溶接は「部材厚が同じ材料をほぼ同じ面内で溶接する方法」隅肉溶接は「直行する二面の隅部を溶接する方法」という認識で良いと思うのですが

それぞれの溶接方法の使用箇所の制限やメリット、デメリットがいまいちわかりません。
調べた感じだと、突き合わせ溶接は部材が一体化するもののせん断力に弱そうですし、隅肉はその逆で引っ張りには弱いものの、せん断力には強そうですが、これらも自信がありません。

これらの溶接方法にはどのような長所、短所及び使用箇所の制限があるのでしょうか?

Aベストアンサー

(社)日本溶接協会より引用

溶接継手の強度を求める基本式は,突合せとすみ肉の別なく,次式で与えられる。すなわち,溶接継手の強度は,のど断面あたりの強度として求める。
のど断面は,のど厚と有効溶接長さを掛け合わせたものである。
Pmax=σw・a・ef
ここで,σw:溶接継手の強度(N/mm2)
Pmax:最高荷重(N)
a:のど厚(mm)
ef:有効溶接長さ(mm)

http://www-it.jwes.or.jp/qa/details.jsp?pg_no=0010020040
http://www-it.jwes.or.jp/qa/details.jsp?pg_no=0040020020

参考URL:http://www-it.jwes.or.jp/qa/sitemap.jsp

Q引張強度及び許容引張応力と安全率について

前に許容引張応力について質問した者です。
すいません自分でも色々やってみたんですが、どうもよくわからない事が・・

紹介されたURL
http://www.ssba.or.jp/

http://at.wxw.jp/binran/tbl/MatlAllowableTensile.php

では引張応力はSUS316では520N/mm2となっています。
400℃におけるSUS316許容引張応力は83N/mm2
よって安全率は520÷83で6.2・・・
まてよ?
SUS316の温度に対する引張強度って400℃では250N/mm2程度であります(ステンレス便覧等参照・・)
ということは安全率は250÷83で3?

えー・・・良くわかりません・・

「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。」
と回答いただきました

でも引張強度と降伏強度(σy)の関係って具体的にはどういうものなのでしょう?
降伏強度(σy)=許容引張応力ではないですよね?
降伏強度(σy)=温度に対する引張強度?
あれ?

そもそも温度が高いと安全率が下がるなんてことでいいのでしょうか?

前に許容引張応力について質問した者です。
すいません自分でも色々やってみたんですが、どうもよくわからない事が・・

紹介されたURL
http://www.ssba.or.jp/

http://at.wxw.jp/binran/tbl/MatlAllowableTensile.php

では引張応力はSUS316では520N/mm2となっています。
400℃におけるSUS316許容引張応力は83N/mm2
よって安全率は520÷83で6.2・・・
まてよ?
SUS316の温度に対する引張強度って400℃では250N/mm2程度であります(ステンレス便覧等参照・・)
ということは安全率は250÷83で3?

え...続きを読む

Aベストアンサー

●材料力学が専門ではありませんが、その知識を日常的に適用して設計実務をやってきた者です。専門的な正確性・厳密性はないと思いますが、素人なりの理解方法がお役に立つのではないかと思い、投稿しました。ご参考になれば幸いです。
●「安全率」は材料固有の特性ではなく、人為的に定めるものです。したがい、(引張応力)÷(400℃の許容引張応力)という計算しても、「安全率」ではありません。ですから、「SUS316の安全率」という概念は存在しません。
●「安全率」とは、ある物に加わると予想される力(想定荷重)、あるいは加えても良いと決めた力(許容荷重/設計荷重)に対して、その物がこわれるときの力の何倍の強度に設定して設計するか、その「何倍」をいいます。
●例えば、ブランコを設計するとします。最大200kgの力が加わるものと範囲を決めます(許容荷重200kg)。安全率を5.0と決め(実際には遊具の安全率は法律で決まっていると思います)ます。(許容荷重200kg)×(安全率5.0)=1,000kgと計算して、ブランコのチェインや柱などが、1,000kg以下では壊れないように材料・構造・寸法を設計します。このような位置付けが「安全率」です。
●ところが、何を以って「壊れた」とみるかは、No.4(No.3)さんが専門的に解説されているように、物によって異なります。素人的には、「今まで通りの使い方が出来なくなった・このまま使うと危険だ・文字通り壊れた」と言う状態と理解しています。ここに、「残留ひずみ」とか「降伏強度」などの概念が入ってくるのです。
●安全率の具体的な値は、設計対象の「物」や設計思想により異なります。法定安全率があるのは、特定の物に対してそう言った思想を義務化して安全を確保するためです。
●「残留ひずみ」「降伏強度」は、材料が持つ固有の特性に対する用語定義です。金属は、力を加えると(ゴムに比べると僅かですが)伸びます。力を取り去ると伸びた分元に戻りますが、ある程度以上の力だと完全には元に戻りません。戻りきらなかった残り分が「残留ひずみ」です。この「ある程度の力」が「降伏荷重(または降伏強度)」です。
●「許容引張強度」は、どの程度の力まで引っ張っても良いか(「壊れ」ていないとみなすか)という意味の力の強さです。これを単位断面積に換算したものが「許容引張応力」です。
●温度が上がると「安全率が下がる」のではなく、温度が上がると「常温時と同じ安全率は確保できない」ということです。これは、金属の性質として、温度が上がると許容引張強度が下がるからです。つまり、常温で100kgの許容引張強度のものは、400℃では80kgに下がるという性質があるのです。この辺りを踏まえていれば、「安全率が下がる」という表現でも差し支えないでしょう。
●なお材料力学の入門書で、用語の定義を復習するのも疑問解消に役立つと思います。
●以上、ご質問者には失礼な点、また、専門家の方からは不正確だとお叱りを受ける点があったかも知れませんが、私の理解を述べることでお役に立てれば、との思いで投稿したものですので、お許しください。

●材料力学が専門ではありませんが、その知識を日常的に適用して設計実務をやってきた者です。専門的な正確性・厳密性はないと思いますが、素人なりの理解方法がお役に立つのではないかと思い、投稿しました。ご参考になれば幸いです。
●「安全率」は材料固有の特性ではなく、人為的に定めるものです。したがい、(引張応力)÷(400℃の許容引張応力)という計算しても、「安全率」ではありません。ですから、「SUS316の安全率」という概念は存在しません。
●「安全率」とは、ある物に加わると予想される力(想定...続きを読む

Q溶接サイズはどこまでの長さを指す?

建築士独学中です。

隅肉溶接の断面における溶接長さの定義を教えてください。

似たような言葉で「脚長」に関しては、溶接断面で母材を付き合わせた境界線から、溶接の端(止端)までの距離と理解できましたが、サイズに関しては、解説図を見る限りでは溶接断面に納まる境界線を頂点とする直角二等辺三角形が描かれているだけで辺の長さの根拠が分かりませんでした。
ひょっとして、強度計算から導かれる脚長の最低目標値ということなのでしょうか?

Aベストアンサー

隅肉溶接の脚長は各々の箇所で計測します。
計測した脚長のうち最小の脚長が、隅肉溶接のサイズ(S)となります。
サイズを越える部分は補強盛とか余盛などといいます。

2辺のサイズによって構成される三角形の、サイズ以外の辺を底辺とした場合の三角形の高さを「有効のど厚(a)」といいます。

板が直角で構成されていれば上記の三角形は直角二等辺三角形になります。
そのとき有効のど厚は以下の式で求めることができます。
 a=(1/√2)S≒0.7S

隅肉溶接の有効長さは溶接全長からサイズ(S)の2倍を引きます。
 l=L-2S
始端と終端を無効と考えるわけですね。

なので、隅肉溶接の許容耐力(R)は、fsを許容せん断応力度とすれば、
 R=Σal・fs
で求められます。

QNをPaに単位換算できるのか?

大変困ってます。
皆さんのお力をお貸しください。

加重単位Nを圧力単位Paに変換できるのでしょうか?
もし出来るとしたらやり方を教えてください。
具体的には30Nは何Paかということです。
変換の過程も教えていただければ幸いです。

是非、ご回答、よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

 No.1さんがおおまかに答えておられますが、補足します。
 N(ニュートン)は力の単位です。対して、Pa(パスカル)は圧力の単位です。これらは次元が違うので、単独では変換はできません。
「30 Nは何Paか」
というのはナンセンスです。
 NとPaの関係は、
Pa = N/m^2
です。質問が、
「30 NをPaを使って表せ」
というのならば、
30 N = 30 Pa・m^2
となります。m^2(平方メートル)という単位が必要になります。物理量の間の関係、
圧力 = 力/面積
および、単位の間の関係
Pa = N/m^2
を整理して覚えてください。

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

Q溶接の違いによる強度の差

5mm厚の鋼板を突き合わせで溶接したいと考えています。
いろんな溶接のやり方があると思いますが、一番強度が出る溶接方法をご教授ください。

私の予想では、突き合わせ溶接の場合、先端を斜めにカットする開先溶接が強度が出るのではないかと思うのですが、この開先は片面だけでも十分でしょうか? それとも、先端をV字にカットして、両側から開先溶接した方が遙かに強度的に強いのでしょうか?
あまり強度に差がないようでしたら、片側からだけにしたいと思いますので、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

 t=5mmはビミョーですね。片面溶接で溶け込みが反対まで届くかどうか・・・?
 ビーム溶接だと5mmぐらいは届くでしょうが、御質問のケースではMAG(半自動溶接)か『ポッキー』溶接(不活性ガスを使わない、いわゆるベーシックな電気溶接)ですよね?そうしますと、両面C面取り+突合せ+両面溶接としておいた方が確実でしょう。
 ただ・・・5mmで両面溶接だと結構ゆがみが出る様な気もします。
 溶接長の強度計算ではどういう結果になっているのでしょうか?片面溶接だけでは溶接長が足りないという事でしたらナニが何でも両面溶接して、別途ゆがみを取る方法を考えておく必要があるかもしれません。

QSGP管の溶接のやり方

電気工事士ですが、
道路横断箇所につき埋設配管SGP管をつなげる為、配管同士を溶接するのですが、レンタル機材でエンジン溶接機を借りてやろうと思います。SGPの用途は電線は1本入れるだけです。
配管を接続する為の接続材(カップリング)はあり、溶接する為に面取りもしてあります。あとは溶接するだけです。
(1)溶接棒は2~4mmのうちの何mmを使用すればよいですか?
(2)溶接機も30~150アンペアのものと180アンペアのものがありますけど、どちらを使えばよいですか?
(3)それとも、交流式溶接機で電源200Vを使用する250、300、500アンペアでないと、溶接は出来ませんか?
(4)もし、溶接は不十分な場合は、巻けば金属のように固まる補修用テープを巻けばよいですか?

Aベストアンサー

<配管を接続する為の接続材(カップリング)
これは、どういうものでしょうか?
管を差し込んで溶接でつなぐ金属部品でしょうか?
そこまで強度が必要なら使いますが、そうでないなら、管と管の突合せで出来ます、その場合、面取りしたりしてやりますが、ガス、水道の配管工事ではないので面取りなしでもOKです。
地上で全周溶接してから埋設します。
当然ですが、埋設後に全周溶接は出来ません、溶接部の下に人間がはいるくらいの穴を掘れば可能ですが。
また、SGPは白ですか?黒ですか?黒メッキ付きですか?
埋設なので、たぶん白管(メッキ付き)だと思いますが。
白で配管用なら、こぐちがあらかじめネジ切されていて、ソケットという部品でつないでいけるようになっています。
どうしても溶接しなければいけないならしかたがないですが、つなげるだけならガス水道工事のように、ネジ接続が簡単です。
白管、黒管メッキ付き、を溶接する場合は溶接部分のメッキはがしをしないと不可能ではないですが、キレイにうまく溶接出来ません。
また、溶接後、その周辺のメッキは燃えて取れてしまいます。
1)どんなサイズの管でも、つながればいいだけなら、3.2ミリ棒で出来ます。
2)3.2ミリ棒ならどちらでもOKです(大は小を兼ねる)。
3)エンジンウエルダーは特殊な物以外は直流式溶接機です。
現場溶接は感電事故の起きにくい直流が普通です。
交流より、多少は溶接がやりやすい利点もあります。
4)不安ならやってもいいと思います。

こういう質問をすると言うことは、工事の仕様として指示されていないということですね。
ということは、早い話が「なんでもいい」と言うことでしょうか?
それなら、経験としてやってみるのも手ですが。
溶接は、それなりの慣れ、技術が必要です、いきなりやって上手くできるようなことではありません。
もし不安なら現場溶接をしてくれる鉄工所などの業者に依頼するのが1番ですし、レンタルより安上がりになるかもしれません。

<配管を接続する為の接続材(カップリング)
これは、どういうものでしょうか?
管を差し込んで溶接でつなぐ金属部品でしょうか?
そこまで強度が必要なら使いますが、そうでないなら、管と管の突合せで出来ます、その場合、面取りしたりしてやりますが、ガス、水道の配管工事ではないので面取りなしでもOKです。
地上で全周溶接してから埋設します。
当然ですが、埋設後に全周溶接は出来ません、溶接部の下に人間がはいるくらいの穴を掘れば可能ですが。
また、SGPは白ですか?黒ですか?黒メッキ付きです...続きを読む

Q最大曲げモーメント公式 Mmax=wl²/8 

(左支持荷重×距離)-(左半分荷重×左半分荷重重心)
(P/2×L/2)-(P/2×L/4)
=PL/4-PL/8
=PL/8

どうして(左支持荷重×距離)から(左半分荷重×左半分荷重重心)を引くのか分かりません。教えてください。

Aベストアンサー

まず、この問題は図1のようにスパンLの単純ばりに等分布荷重wが作用しているときの最大曲げモーメントMmaxを求めるものだと思います。

応力の前にまず反力を求めますが、反力を求めるには、等分布荷重wを集中荷重Pに直してスパン中央に作用させます。これが図2となり、集中荷重Pの大きさはwLとなります。また、反力はPの半分ずつでP/2となります。

最大曲げモーメントは、スパン中央で生じるので、スパン中央で切断して考えますが、図2の反力を求める図を切断して考えると質問者さんのような疑問が生じるのだと思います。

最大曲げモーメントを求めるには、図1の等分布荷重を作用している状態でスパン中央で切断して考えます。これが図3となり等分布荷重が作用している状態となります。

切断した部分の等分布荷重wを集中荷重に置き換えると、図4のようにP/2となり、スパンの半分の半分の位置、つまりL/4の位置に作用することとなります。ここで、スパン中央を中心としてモーメントのつりあいを考えると、質問者さんの式が導き出されます。

Mmax=P/2×L/2-P/2×L/4
=PL/4-PL/8
=PL/8

なお、P=wLより、最大曲げモーメントの公式 Mmax=wL^2/8 となります。

「計算の基本から学ぶ建築構造力学」(著者 上田耕作、オーム社)、
「ズバッと解ける!建築構造力学問題集220」(著者 上田耕作、オーム社)を参考にしました。

参考URL:http://ssl.ohmsha.co.jp/cgi-bin/menu.cgi?ISBN=978-4-274-20856-0

まず、この問題は図1のようにスパンLの単純ばりに等分布荷重wが作用しているときの最大曲げモーメントMmaxを求めるものだと思います。

応力の前にまず反力を求めますが、反力を求めるには、等分布荷重wを集中荷重Pに直してスパン中央に作用させます。これが図2となり、集中荷重Pの大きさはwLとなります。また、反力はPの半分ずつでP/2となります。

最大曲げモーメントは、スパン中央で生じるので、スパン中央で切断して考えますが、図2の反力を求める図を切断して考えると質問者さんのような疑問...続きを読む

Qピッチ溶接の寸法について

製図経験がほとんどない初心者です。

長さ620mmの物にピッチ溶接するために図面を制作します。

しかし、620mm内に綺麗に収まる溶接幅と次の溶接までの間隔の数字を算出する方法が分かりません。

算出する計算方法など、ご存知の方がいましたら教えて頂けないでしょうか?

・物の長さ:620mm  ・溶接幅:? ・次の溶接までの間隔:?

以上、宜しく御願いします。

Aベストアンサー

板厚や構造物の種類によってピッチや脚長、溶接長が変わりますが、下記を参考にしてみてください。

http://www.dosekan.com/images/pdf/mondai/b02setukei/yousetukigou.pdf

溶接ピッチは指定数値位下という意味なので、

例) 脚長6 溶接長50 ピッチ200

で記入すると、実作業では

脚長6以上 溶接長50位上 ピッチ155 での作業になります。

溶接作業者に、脚長6.2 溶接長27.8 ピッチ77.5 で指示を出してみてください。怒られますよ(笑)

Qロウ付けの強度は溶接に比べてどれくらいでしょうか?

ホームセンターに売っるような1300度くらいのトーチバーナーで
ロウ付けした時の強度は
同じ物をアーク溶接したものに比べてどの程度の
強度を得られますか?
 例えばステンレスのLアングルで組んである台の
腐食している脚の部分をグラインダーで切って
新しいLアングルを継ぎ足すような場合などですが。

Aベストアンサー

アーク溶接には劣ります。
どの程度の強度かは、使うロウ棒のパッケージに書いてあると思いますので、それを見てください。

しかし、ロウ付けは溶接のような線接合ではなく、
面接合にする場合が多いと思います。
その場合、接着強度の弱さを面積で補えますから、
やり方によっては溶接の同程度の強度が出せます。


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