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動荷重と静荷重に対する応力について
2023/10/17 19:38
- ある構造物に衝撃的に付加される荷重により想定される応力の評価に悩んでいます。
- 荷重の実験データを、FEMソフトに付加し解析しました。その結果、荷重付加後0.01秒で、静的荷重による応力値とほぼ同等の値となりました。
- このFEM解析結果は信頼してもよろしいものでしょうか。知見のある方のアドバイスをお願いします。
動荷重と静荷重に対する応力について
2009/03/02 16:53
ある構造物に衝撃的に付加される荷重
（0.02SEC程度の時間だけ付加されることが実験でわかっています。）
により想定される応力の評価に悩んでいます。
荷重の実験データを、FEMｿﾌﾄに付加し解析しました。
その結果、
荷重付加後0.01SECで、
静的荷重による応力値とほぼ同等の値となりました。
私の個人的な直感では（これには学問的な裏づけは全くありません。）
0.01SECで静的解析と同等値になるのは、おかしいように思います。
このFEM解析結果は信頼してもよろしいものでしょうか。
知見のある方のアドバイスをお願いします。
質問者が選んだベストアンサー
一度、『力積』単独で、用語の確認をネット検索でしてみて下さい。
その後、『衝撃』も加えて検索してみて下さい。
少しは、判ると思います。
釘の上にハンマーをのせるだけでは、釘は板に入っていきませんが、
打ち付けるとその衝撃で釘は板に入っていきます。
これは、衝撃（力積）でハンマーの重さの力より大きな力が加わった
からです。でも、短時間に。の内容が判りますか？
そして、以下のURLも確認下さい。
http://www.terrabyte.co.jp/gatten/article_dyna.htm
衝撃による構造挙動の考え方の
1. 吸収エネルギーから考える衝突力
2. 剛体の運動方程式
3. 応力波の伝播を考えた衝撃力
を其々確認下さい。
できれば、これを機会に専門書の購入をしますともっと判り易いです。
応力波や固有振動数が絡んでくるので、説明が膨大になりますので。
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その他の回答 （3件中 1～3件目)
・・・No.29699 衝撃圧力による板の変形量の計算・・・
どうも投稿者名と質問内容が重複してませんか？前回回答した方にお礼が無い
し返事もなしというのは少し失礼かと思います。ネットの双方向性を生かそう
ある構造物に衝撃的に付加される荷重は、工学用語では『力積』と言います。
その内容は、ネット検索で多方面から検索して、よく確認して下さい。
さて、ある構造物に0.02sec程度の時間だけ付加される衝撃的が掛かり、
構造物は壊れない、変形しない、弾性域内の変形で元に戻るが、想像
できます。つまり、簡単には、Ａkgの重さがある負荷が構造物に落下する
衝撃値は0.02secの時間なので、50×Ａkgの負荷となる。
先ず、最初の0.01secの時間で25×Ａkgの負荷で構造物が弾性変形し、
後の0.01secの時間で25×Ａkgの負荷分が構造物に掛かりますが、
その構造物が弾性変形したエネルギーの力（25×Ａkg）で押し返し
相殺したＡkgの力が加わったが、0.01secで静的解析と同等値になる
となっているのでは。
積分を使用しないで、計算する時はその様な簡易（疑似）確認をします。
お礼
2009/03/04 14:18
貴重なアドバイスありがとうございます。
質問の内容説明が不十分で
多少の誤解を招いているかも
知れませんので、補足します。
実験データは横軸を時間、縦軸を力として
原点と（0.01sec、Fmax）をほぼ直線で上昇し、
0.01secから0.012sec程度 Fmaxを維持し
その後、0.017secまで直線的に減少し、力は０となります。
すなわち台形型（というよりは、2次曲線にも似ています。）
のﾃﾞｰﾀです。
それをｴｸｾﾙを介して、FEMｿﾌﾄで解析すると、
Fmaxを静的荷重とした応力値より、
大きな値が0.01secで発生しています。
静的荷重とは、
どのぐらいの時間をかけて付加されたものを意味するのでしょうか。
もちろん、構造物や負荷条件に依存するので一概には
言えないと思いますが。
少なくとも0.02secを切る程度の時間で、
静的荷重と同程度の応力が瞬間的に起こりうるものなのでしょうか。
FEMｿﾌﾄのベンダーにそのあたりを質問していますが、
明確な回答はいただけないままです。
いつものことですが、
実態と古典力学とFEMｿﾌﾄとに、はさまれながら、
真の数値を探り当てたいと悩んでいます。
どなたか、知見をお持ちの方はいらっしゃらないでしょうか。
お礼
2009/03/06 15:18
"力積”"衝撃”という概念の現象は
ﾌｯｸの法則にしたがって、ｼﾞワーッと変位するものとは
異なる挙動であると認識すればよさそうですね。
紹介されたサイトや専門書を熟読し、
納得ができたら、FEMの結果を信用することにします。
色々とありがとうございました。
しかしながら、検討・追及を継続していくうちに
新たな疑問が生じる場合も生じると思います。
その節には、再度、質問箱を利用させていただくかもしれません。
よろしくお願いします。