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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:鋳物FC300 と鉄SS400 のたわみ、剛性)

鋳物FC300と鉄SS400のたわみ、剛性について教えてください

2023/10/17 11:46

このQ&Aのポイント
  • 鋳物FC300と鉄SS400のたわみと剛性について知りたいです。機械部品の設計で、直径300mm x 1000mmのシリンダーを作る予定です。剛性を重視して、たわみのない設計をしたいです。鉄のヤング率は約1.5倍で、SS400とS45Cの引っ張り強度も異なりますが、たわみに影響するのでしょうか?
  • 鋳物FC300と鉄SS400のたわみと剛性について教えてください。直径300mm x 1000mmのシリンダーの設計を考えていますが、たわみのない設計をするためにはどのような要素を考慮すれば良いでしょうか?鉄のヤング率や引っ張り強度について、たわみに与える影響を教えてください。
  • 鋳物FC300と鉄SS400のたわみと剛性についてお聞きしたいです。直径300mm x 1000mmのシリンダーを作る予定で、たわみのない設計をするためにはどのような材料選びや設計要素が重要なのでしょうか?鉄のヤング率や引っ張り強度についても教えてください。
※ 以下は、質問の原文です

鋳物FC300 と鉄SS400 のたわみ、剛性

2009/09/09 19:40

鋳物FC300 と鉄SS400 のたわみ、剛性について教えてください。
機械部品で直径300mm x 1000mm のシリンダ-を作ろうと考えています。
剛性を重視し、たわみのないものを設計したいと思います。
ヤング率はは鉄の方が約1.5倍の剛性をもつことになりますが、そのまま信じていいのでしょうか? また、鉄の場合SS400 もS45Cもヤング率は変わりませんが、引っ張り強度はS45Cの方が高いと思いますが、引っ張り強度がたわみに影響しないでしょうか?

質問者が選んだベストアンサー

ベストアンサー
2009/09/10 10:46
回答No.1

ヤング率は炭素鋼S45Cも鋳物FC300もは変わらず206GPa ,鉄鋼SS400で210GPa
で熱処理などで多少変動します。鋳鉄の場合鉄鋼に比べ圧縮強度が高いと言
われています。剛性はヤング率と相関があるので,剛性は変わらないわけです
が,伸びは鉄鋼>鋳鉄であり鋳鉄の方が引張強度が劣ることになります。相対
的に言えば鋳鉄は変形し難いので,工作機械のベッドなどによく使われます。

規格番号そのものの縦弾性係数のデータはありません。
ねずみ鋳鉄(FC) 73.5~127GPa,球状黒鉛鋳鉄(FCD) 151GPa
軟鋼(SS400等)207GPa,硬鋼・炭素鋼(S45C等) 206GPa
と言うデータがありました。FC<FCD<S45C となりそうです。
FC300の縦弾性係数 206GPaと記述しましたが,これは炭素量を
抑えた鋳鋼の場合の値であり上記に訂正いたします。
なお縦弾性係数は温度条件によっても変化します。
下記URL参照下さい。
http://www.as-1.co.jp/academy/18/18.html

他のデータも紹介しておきます。
http://www.madlabo.com/mad/edat/principle/phismech.htm#SEC1

ねずみ鋳鉄(FC) 200GPa,球状黒鉛鋳鉄(FCD) 161GPa
黒心可鍛鋳鉄(FCMB360) 172GPa となっていますが,
FCは~152GPaと思われますので,200は怪しいです。
鋳鋼のデータと交錯しているように思います。

お礼

2009/09/10 13:28

要素奇知殿 ありがとうございます。 大変参考になりました。 誠にご面倒ですが、もうひとつだけ質問させてください。 FC300とFCD450 の剛性、ヤング率を比較するとどうでしょうか? 一般的にはFCD450の方が剛性が高いと言われていますが、???教えてください。

ありがとうございました。  お礼が遅れもうしわけございません。かしこ。

質問者

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その他の回答 (2件中 1~2件目)

2009/09/11 15:40
回答No.2

回答(1)さんの記述の如く、鋳物FC300と鉄鋼SS400、S45Cのヤング率は、
設計計算で使用する面では、略同じと考えてよいでしょう。
そして、S45C丸H材は、焼き入れ焼き戻ししてある材料で、硬くて引張強さ
も大きいです。(硬度換算用で確認すると判りますが、硬度と引張強さは、
硬度が非常に高い部分を除いて比例関係にあります。)
ですが、硬度がHRc20~25程度なので、後からでもハイス鋼や超鋼でも削る
事ができる便利のよい材料です。(S55C丸H材やSCM435丸H材もありますが、
これはHRcが25~30となり、超鋼削りとなります。)
そして、ヤング率が略同じで、引張強さ(降伏点)が高いと言う事は、
より、大きな応力が掛けられるという事で、軽量化できます。が、応力と
撓み(ひずみ)の関係は同じであると考えて下さい。
同じ応力では、SS400とS45Cの撓みは同じである。
S45Cの方が、SS400より大きな応力が掛けられるが、撓みも掛けた応力に
比例して大きくなります。
最後に、質問内容ではないのですが、シリンダーは空圧であれ油圧であれ、
製作より購入が良いと思います。30年以上前は、良く加工して作っていま
したが、そのノウハウがないなら購入した方が良いと考えます。
メーカーは太陽鉄工?さんや甲南電機?さんで確認下さい。

お礼

2009/09/11 16:54

後の先、アフターユーさん、いろいろな情報をありがとうございました。 お礼申し上げます

質問者

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