ボルトの破損と曲げモーメントに関する疑問

再々出です。
> 後は推力を衝撃力に換算するという内容が残っているのですが、メーカに問い合わせて
> みても、具体的な物性値がないと回答されてしまいました。
> 経験測でも構いませんので衝撃力に関してのアドバイスがあればぜひご教授ください。
なので、経験則で以下に記述します。

本来は、衝突する物体の質量又は力と速度、衝突する物体と衝突を受ける物体の弾性係数に
よって難解な計算をします。
その計算を簡易にするのが、解析(CAE)です。

また、経験則では実験事例から推測しますが、誤差は桁が変わる位に大きいと承知ください。
URLの“表２ ボーリング球の落下試験の結果”を確認しますと、
> シリンダの理論推力と使用速度とストローク　F＝196.4〔N〕　V＝50mm/sec
から、F＝196.4〔N〕＝20〔kg〕、　V＝50〔mm/sec〕＝0.05〔m/sec〕となり、
URLは、落下高さ0.125〔m〕、6.9〔kg〕のボーリング球
から、自由落下での衝突時の速度は約0.16〔m/sec〕、　重量6.9〔kg〕＝67.6〔N〕
落下高さ0.39〔m〕では、自由落下での衝突時の速度は約0.28m/sec。
速度比較は、0.28m/sec÷0.16m/sec ＝ 1.75。ピーク衝撃力 (kN)は2倍。
落下高さ0.125〔m〕では、22700〔N〕÷67.6〔N〕＝ 336(倍)
衝撃持続時間(msec)での1.70は、1000〔msec〕÷1.7〔msec〕＝ 588(倍)

0.16〔m/sec〕÷0.05〔m/sec〕＝3.2で、1.75×1.75＝3.06　から、
落下高さ0.125〔m〕のピーク衝撃力 22.70(kN)÷2÷2＝5.6(kN)
67.6〔N〕の約80倍の力が最悪掛かると考えても良いとなる。

だから、構造が悪いので、
ａ）取付ねじを大きくする
ｂ）シリンダ推力に対して、並列にねじを配置し、
　　ねじの本数も増やし、ねじ座の幅も増加させ釘抜きの原理の緩和させる
　　皿ねじは、理論上は複数のねじ止めが、円錐着座なので不適合なので、改善する
ｃ）衝撃力を緩和する
　　ミスミさんのウレタン付きストッパーボルトのように、緩衝機構を設ける
　　(ショックアブソーバー等や、ばね式ストッパーピン機構等)
を同時に考慮し、対策すべきです。

例えば、　
　　　　　　　　　┏━━━━━━━━━━━┓　
　　　　　　　　　┃　　　　　　　　　　　┃
　　　　　　　　　┃　┏━━━━━━━━━┛　
　　　　　　　　　┃　┣━━━┓　　　　↑
　　　(取付ねじ)─╂─╂→　　┃　　　　シリンダ推力が掛かるポイント
　　　　　　　　　┃　┃　　　┃
　　　　　　　　　┃　┃　　　┃
　　　　　　　　　┃　┃　　　┃
　　　(取付ねじ)─╂─╂→　　┃
　　　　　　　　　┗━┫　　　┃
　　　　　　　　　　　┃　　　┃　のように。

そして、この場合は取付ねじにせん断荷重が加わるので、それを回避するために、
ア）キー機構を組み込む
イ）キー機構の役目をはたす段差を設ける
ウ）ノックピンを打つ
等々を考慮してです。

衝撃に対してですが、シリンダ内部でも直接金属同士を当てると衝撃（音）が大きいので、ウレタンのシートを入れたりしています。

ショックアブソーバとまでは言わないとしても、ストッパボルトの先端にウレタンパッドを付ける等の対策が必要ではないでしょうか。

皿ボルト・・・使うのを躊躇するものです。

一本で此処と居座る 自動求芯作用 ＝ 自己主張 が強く協調性と慎ましさが無い（粗い位置決めに使える）。
複数ならピッチ誤差が問題。張り合って偏荷重が生じているとすべき。
ピッチが 皿ザグリ＞タップ なら中だるみで曲げが生じる。強度計算は非常に面倒ながら定性的にマズイのはお判りかと。
（皿は薄物に使うから強度不問でも浮きが生じ外観が悪い。一本でも板を歪める問題あり）

また、締付力がキャップボルトより弱くなりがちで、緩みやすいから繰返し衝撃力での折れにつながったとも考えられる。


なので使わない手はないか検討をすべきです。

といわれても能力が及ばないもどかしさ・・・
一本の浮きの問題でも、ＦＥＭでは傾向は簡単に示せても精度の問題が出るのでは。
複数組合は難しいとして、一本に引張力を掛けての計算させてみるとか

皿はボルト強度の関心事から逸れているようで、その解析例も見かけません。

ohkawaさんへの補足；従って質問者&回答(6)さんも確認して下さいよ

JIS B 1179:2009 皿ボルト;強度区分4.6及び4.8の2通りのみ規定されている
JIS B 1194:2006 六角穴付き皿ボルト；強度区分8.8,10.9,12.9の3種類です
ということは与えられている仕様の強度区分8.8からJISB1194しかあり得ない

となれば規格から M3-8.8 の最小引荷重は 3220N (JISB1051の80％）です
これは、有効面積 5.03[mm2]*800[N/mm2]*0.8≒3220 としても求められます
「六角穴付き皿ボルト」の場合は、0.8 を掛ける必要があるので注意したい

それと質問者がSYLの型式等の補足を明示しないと、また回答が迷走してしまう

直接の回答ではなくて済みません。

（強度区分8.8）についてJIS B 1051を参照すると、材料の呼び引張強さは、
800 N/mm2と記載されています。

上記にもかかわらず、追記の中には、・ボルトの強度 最小引張強:
200N/mm^2　と記載なさっています。

何だか矛盾がありそうに感じます。

ご質問の本質とは関わりない事項かもしれませんが、この際一緒に解決して
おくことが良さそうに感じます。ご専門の方のアドバイスを期待したいと
思います。

私が、矛盾ではないかと感じたことについて、問題にする必要のない事項
であれば、その旨ご教示頂ければ有難く存じます。