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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:M5ボルトの軸力と許容引張り荷重)

M5ボルトの軸力と許容引張り荷重

2023/10/18 15:18

このQ&Aのポイント
  • M5ボルト(SCM435)の軸力は約5000~6000Nです。
  • 一方、M5ボルト(SCM435)の許容引張り荷重は3119Nです。
  • 軸力の方が許容引張り荷重よりも大きいため、締付けトルクでボルトを締めた時に既に許容引張り荷重を上回る力がかかってしまいます。
※ 以下は、質問の原文です

M5ボルトの軸力と許容引張り荷重

2011/06/30 19:08

現在、M5ボルトの強度計算をしているのですが、矛盾点が生じてしまいました。
M5ボルト(SCM435)の軸力ですが、締付けトルクと軸力の関係式より計算すると、係数の値にも左右されますが、だいたい5000~6000Nとなります。他のボルトメーカーの技術資料を見ても、標準トルクで締めた時に発生する軸力は、それぐらいの値となっています。

一方、M5ボルト(SCM435)の許容引張り荷重ですが、機械分野では、許容引張り応力度σは、材料の引張り強さKt(SMC435だと95kg/mm2)÷4と決められているので、計算するとσ=23.75kg/mm2となります。
この許容引張り応力度からM5ボルトの許容引張り荷重を計算すると3119Nとなります。

軸力と許容引張り荷重を比べると、軸力の方が大きい値となってしまいます。
軸力とは、あるトルクでボルトを締付けた時に発生する引張り方向の力だと思うのですが(この考えが×?)、この計算結果からすると、M5ボルトを標準締付けトルクで締めた段階で既にボルトの許容引張り荷重を上回る力が引張り方向にかかってしまっているということになってしまします。(締めただけで破損?)

この考え方は誤っていますでしょうか?何方か詳しい方いましたら教えて頂きたく宜しくお願いします。

回答 (11件中 1~5件目)

2011/07/04 14:52
回答No.11

回答(1)と(6)の者です。

≻ 現在、M5ボルトの強度計算をしているのですが、矛盾点が生じてしまいました。………
≻ ……… この考え方は誤っていますでしょうか?
≻ 何方か詳しい方いましたら教えて頂きたく宜しくお願いします。

に対して、カテゴリーが機械設計であるので、回答(1)としました。

また、回答(1)のお礼で、追加の問い合わせがあり、回答(6)をしました。

が、貴殿の当初の質問内容から、少し外れてきて、また他の回答者さんも例えば建築関係

の内容が出てきたりで、全体内容がボケてきています。

できれば、質問当初の内容確認で閉じて、新たな質問内容を投稿した方がベターと

感じます。如何でしょうか?

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この質問は投稿から一年以上経過しています。
解決しない場合、新しい質問の投稿をおすすめします。

質問する
2011/07/02 11:09
回答No.10

ボルト軸力による締結力(摩擦力)がせん断力より余裕があれば
ボルトにせん断荷重はかかりません。
なので, 締結面が滑らない様にボルトサイズや強度区分を選ぶのが当たり前です。

平行ピンとか不要です

2011/07/02 06:00
回答No.9

※今回のM5で、せん断力を受けるという考え方は「非常に危険」だと思います

何故なら、「ねじ」じたいが「切り欠き」の塊みたいなものですから、当然、
切り欠きによる応力集中もあろうし、特に機械設計では「疲労」が心配になる
のです。破壊力学からも「ねじ底」のR部分が非常に大事だと判ると思います

ここで、「ねじ」で、せん断力を掛けない設計にすると言うのが機械設計に
おける常道と思いますが、建築・土木・プラント機械設計などにおいては、
ボルトにせん断力が掛かるとした計算が、実際に存在するのです

例えば、アンカーボルトの計算では地震による水平力でアンカー自体には、
引き抜きと同時に、せん断力が生じます。従って、下水道事業団においては
SS400で、短期で、σ=180、τ=105 MPa という明確な基準があるのです

また、
建築関連では高力ボルト(JISB1186;摩擦用高力ボルトだったかな)でも、
一面・二面せん断力が既定されているのです

少しばかり、脇道にそれてきた気もするのですが・・・まぁいっか
trtttt7qq さんの言われる手法を私もよく取ることがあります

JISB1186:摩擦接合用高力六角ボルト/建築の梁の保有体力継手で使われる
ものを、私も機械部品でも使うことがあります。鋼構造設計便覧では、先の
一面・二面せん断に対する摩擦による許容耐力を許容せん断力としています
当然ながら摩擦により耐力を出すので、座金もセットになっているのです

機械設計では余り使われないというか、知らない人も意外と多いかと思います
機械関連でも10.9や12.9は高力ボルトになるし、強度区分に相応した平座金を
使用すれば摩擦での耐力も期待できるが、私が知る限り機械設計では例外かも
ちなみに、当然ながら摩擦面の粗さも規定されていてμ=0.4以上とある筈です

2011/07/02 00:46
回答No.8

>質問者さん

以下の書き込みは,回答ではありません。申し訳ありません。

>後の先,アフターユー様

回答(1)の追記を見ましたが,何ですか?あれ。
ここは,技術に関する情報交換の場であって,貴殿の個人的な文句や愚痴を主張する場ではありません。以前にも同様の書き込みを見たことがあります。
”ベテラン”という自負をお持ちなのであれば,モラルというものを弁えて頂きたいものです。

2011/07/01 18:31
回答No.7

またわけのわからんことを

>>平行ピンでせん断荷重を受ける構造にする

そんなことしてはダメです

話がずれつつあるけど

ボルト せん断 で 起きた重大事故
http://www.oita-press.co.jp/localNews/2009_123275740328.html


ボルト固定でせん断力を受ける構造は
最後の最後ボルトで力を受けるので それを持つだけのボルトを選ばないといけない
想定外ではない


長文なのでまともに読んでないけど

>>Kt(SMC435だと95kg/mm2)÷4と決められているので、計算するとσ=23.75kg/mm2


定数 4 は 安全率なので その 4倍は 耐えられる
3119 の 4倍 12476N 


一応持ちます ← 計算上は


引っ張りを受けるとき
重要なパラメーターがないのですが
有効ねじ数
軸力を考えるとき 頭が吹っ飛ぶ 前に ねじのずるむけ を考えます

お礼をおくりました

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