【今月のまめ知識 第28回】荷重とは?

公開日時:2015/07/28

あるる「博士ぇ〜、見てください! キレイに片づけましたっ!」

あるる「もう、博士ったら、読んだら読みっぱなしなんですから。小さい頃、お母さんに教わらなかったんですか? 読んだ本は本棚に戻すって」

博士「おお、あるる。片付けてくれたのか。エラいぞ。食いしん坊のくせに、意外とキレイ好きなんじゃな」

あるる「食いしん坊とキレイ好きは関係ありませんっ!」

あるる「これでも苦労したんですよ。どの本ならスキマに入るか、いろいろ組み合わせて、やっと完成です!」

博士「まるでテトリスじゃな。でも、あるるよ、せっかく頑張ってくれたのじゃが・・・」

博士「ほら、本棚が悲鳴を上げておるぞ」

あるる「えっ? あっ! ホントだ!」

博士「シャレが上手くなったな。本棚だけに「ホントダな」なんちゃって(笑)」

あるる「笑っている場合じゃありませんよ! 本当にギシギシ言ってるぅ〜」

博士「モノにはそれぞれ「耐えられる重さ」というものがあるんじゃ。今回、あるるは頑張りすぎて、本棚が耐えられる以上の本を詰めてしまったんじゃな」

あるる「なんでも詰め込めばいいってもんじゃないんですね…(しょぼん)」

博士「そうしょげるな。この経験を次に活かせばよいのじゃから。さぁ、なんでこうなるのか、説明しようじゃないか」

あるる「はい! 博士、御願いします!」

 

7月

 

 

 

物体に外部から加わる力を「荷重」と言い、

それとつりあうために物体内部に生じる力を「応力」と言います。

今回は、この「荷重」について色々な方向から分類して説明します。

 

1)かかる方向による分類


 

まずは力がかかる「方向」による荷重の違いを説明しましょう。

力の働く方向により5種類の荷重があります。

 

①  引張荷重------材料を伸ばす方向、軸方向に働く荷重

 

②  圧縮荷重------材料を押し潰す方向、軸方向に働く荷重

 

③  せん断荷重----はさみで切るように働く荷重

 

④  曲げ荷重------材料を曲げる方向に働き、内部に引張荷重と

圧縮荷重が同時に働く荷重

 

⑤  ねじり荷重----材料をねじる方向、軸に直角方向のモーメントとして働く荷重

 

①②④は材料の分子間距離を変化させる方向に働き、

③⑤は分子をずらす方向に働きます。

 

7月号豆知識_引張圧縮船団曲げねじり

 

2)かかる速度による分類


 

続いて、力がかかる「速度」による分類です。

こちらは「静荷重」と「動荷重」の2種類あり、動荷重はさらに細かく分けられます。

 

7月号豆知識イラストb

 

 

 

3) 作用状態による分類


 

最後に、力が「作用する」状態による分類です。

こちらは2種類。

 

①集中荷重------1ヶ所に集中して作用する荷重

 

②分布荷重------分散して作用する荷重

 

 

実際の構造物ではこれらが複合してかかります。

 

構造物の設計では安全率を考慮しますが、

 

静荷重---3~4

片振り荷重---5~6

両振り荷重---8~10

衝撃荷重-----12~15

 

を目安とし、実際には実績や経験も考慮して決める必要があります。

 

たとえば「100Nの荷重に耐えれる架台」と言っても、それがどのような荷重なのかで

選定する部材は大きく異なります。

 

博士「どうじゃ、あるる。わかったかの?」

あるる「はい! 重さも力なんですねー。そういう風に考えたこともなかったなぁ〜」

博士「これでひとつオトナになったな(笑)」

博士「では、あるる。さっきの本棚の荷重は、何荷重かな?」

あるる「静荷重! せいかじゅうです!」

博士「正解! よく聞いていたな。エラいぞ、あるる」

あるる「やったー! せいかじゅう! せいか…じゅう… すいか…じゅう・・・」

あるる「よし! 今日のおやつは、スイカのジュースにキマリ!もちろん果汁100%の!」

博士「いつのまには、荷重が果汁になったのか・・・。やれやれ、やっぱり食いしん坊じゃのう」

 

アルルちゃん05

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