携帯ホームページ マイコンカーの宣教師ザビエル 応力がぁ~~集中してぇ~~
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2009.03.20 *Fri

応力がぁ~~集中してぇ~~

ヘッドホン。壊れました(T-T)
DSCN2430.jpg

拡大。
DSCN2431.jpg

audiotechnicaのATH-ESW9です。。。
お気に入りなのに。。。

さぁ、破面を見てみると、お決まり応力集中するような場所ですねぇ~~
だんだん、疲労していって、亀裂が入り、破断したようです。

ロボットを製作する際にも、気になってくる、この応力集中。
段をつくってしまわずに、Rを取ったりしますよね。
初めてロボットを造った時・・・気にせずにシャーシを造って壊れた経験があります。。。

さて、この応力集中は段や、穴の付近で起こる現象ですが。
応力拡大係数、つまり応力集中によってどれだけ応力がデカくなるのかという度合いを表す係数ですが。
大体、この応力拡大係数は2~3と言われています。

これはどういう事なのか?
つまり、段を付けてしまったり、穴を開けてしまうと、その付近では、何も加工を施していない時と比較して2~3倍の応力が発生するという事を表します。
結果、そこから裂けて壊れますね。(俺は、3倍という前提で計算します。)
身の回りで物が壊れる場合、大抵こういった段や穴の開いている箇所ですよね。

ロボットを設計する際に”お前センス無いよな~”とかよく言いたくなるあの形状。
大抵、無駄に段が付いていたり、アスペクト比が異常に大きいとか・・・
どう見ても壊れやすいでしょ?って形状も、初めて造る場合、分からないものです。

結局、機械屋の言う”センス”って経験則によっても大きく左右されるように思います。
(まぁ、経験に学ばない人は話になりませんが。)
機械系の公式も、丸暗記よりもこういった”意味”を理解する事が重要でですね。
例えば、力のモーメント。
N=r・F 腕の長さが長いほど、大きなトルクが発生します。これだけで充分。
その他の様々な公式~運動エネルギーは速度の2乗に比例とか。

設計をする際、大抵は細かい計算は省きます。(FEM解析するなら別ですが)
そんなとき、今までの経験や、習った公式の”意味”が少しでも頭の片隅にあれば、今よりもずっと良い設計が出来ると思います。

何で今日はこんなハナシかというと。
ヘッドホンが壊れてショックだからです。
ああ・・・ショックだ(T-T)


因みに、機械系の各種公式を勉強するならこれ!!
(株)兵神装備 エンジニア’ズブック
DSCN2432.jpg

この前見つけたんですが、機械系だけではなく、電気、化学、法規等々、エンジニアが必要とする情報がぎっしり詰まっています!!
驚いた事に、500ページにも渡るこの冊子。無償で頂けます!!

俺が見た所では、下手な教科書よりもよっぽど役に立ちます!
常に傍らに置いておきたい一冊です。

つーかこれで授業出来んじゃねぇの?っていう勢いですよ!
興味のある方は、是非お試しあれ。
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COMMENT

応力集中
こんばんは、何時もブログ楽しみに拝見しています。
私のマイコンカーも無残に応力集中で破損です。
解っていたのですが、壊れてから対策を施しました。
今年は気合いを入れて頑張っています。
よくあることですね、応力集中。
なんでこんな設計?という工業製品ありますね。
一番驚いたのは、文殊の事故のきっかけになった温度計。
通常製品は先端が細くなる部分はテーパーで細くなっているのに、温度計の図面はいきなり段になって断面が細くなっていました。図面通りにわざわざ作り直したみたいです。
私もご早速紹介の冊子取り寄せます。
2009/03/20(金) 23:14:38 | URL | 能登半島最先端技術者 #- [Edit
Re: 応力集中
能登半島最先端技術者 さん こんばんは。

応力集中は破壊力学でもっとしっかり扱っていますが、最近ではそういった知識の無い人間が設計を行って、トラブルが起こるという事は少なくないようですね。

安全率をかけるだけの設計ではやっぱり無理があります。

先日、うちの研究室に納入された某モータメーカー(黒くてお高い・・・)にお願いしていた特注ギヤヘッド。
本社スイスで設計したようですが、出力軸を太くするオーダーをしたのですが・・・
その出力軸。うちの先生は段つけるなって言ったらしいんですが、段をつけて太くしていたようで・・・・

Φ6の出力軸が、手で少し押したら折れました。(T-T)

カルチャーショック受けました。本当に。。。

軽く見ちゃいけませんね。応力集中。
2009/03/21(土) 00:58:41 | URL | ザビエル #- [Edit
応力集中
Very good example and analysis!
2011/02/15(火) 15:06:59 | URL | Teman #- [Edit

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