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SUS304のボルトとナットの強度計算について質問です。 下図のように、下向きに3000Nの荷重がかかっているボルトの先端にナットを取り付け、天井にひっかける場合を想定し、ボルトとナットの強度が耐力に対して十分余裕があるかどうか確認したいです。その場合、引っ張り応力の計算が必要ですが、断面積はどの部分を用いれば良いでしょうか?

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回答(3件)

ボルトの引張応力を計算する際、使用すべき断面積は、ねじ部の有効断面積(応力断面積、A_s)です。 ​ねじ山がある部分は、ねじ山がない軸部よりも断面積が小さくなり、応力が集中するため、ねじ部が最も破断しやすい箇所となるからです。

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計算上は、下表の「有効断面積」を使います。(2ページ目) https://kikakurui.com/b1/B1082-2009-01.html しかし、3000N=306kgなので、相当な荷重が天井に掛かります。 さらに安全率を考慮する必要があります。 ナットと天井材では、ナットの接触面積(荷重を支える面積)が小さいので、とても不安になりますね。座金もしくは座板を挟むとか、天井の材質、周辺の強度も確認しないと、とても危険な工作になりかねません。

メートルネジ や ウィットネジ だけでなく、ピッチの大きさ等の違いで、 ボルトナットの形状には 各種のものがあります。 そこで ボルトナットの形状を定めたうえで その製品の 有効径を調査し、 その有効径を 使用してください。