軸力の考え方について

Question

添付画像のように、PP材のボス形状にAL折り曲げの部品を
M4のタッピングスクリュにて締め付け固定した際の
AL折り曲げ品の表面(座面側)に発生する荷重を求めたいと思っています。

考えていたのは締め付けトルクから
軸力(軸力=締め付けトルク/トルク係数・4.0(呼び径))を求めて
÷2すれば表面に発生する荷重は求められるのでは?と考えていましたが
そもそも軸力はスクリュ部に発生するものなので形状の表面に
発生する力ではないのでは?とも思いました。

そこでお聞きしたいのが、軸力はあくまでのスクリュ部のみに発生する力なのか
それとも二枚を抑えつける力なので表面と裏面に発生する力として
考えればいいのかどちらになるのでしょうか?
またそもそも表面に発生する荷重として軸力にて算出するのは
合っているのでしょうか?

初歩的な質問かもしれませんが宜しくお願いいたします。

Accepted Answer

軸力は、ねじの軸部に加わる（発生する）力です。
この軸力に基づき、アルミ板の締め付け部には、圧縮力が加わります。
ねじ頭の径と穴径で決まるドーナッツ形の面が、この圧縮力を受けることになります。
樹脂のボスに金属板を取付ける場合は、金属側の方が圧倒的に強度があるので、板材に加わる圧勝応力を計算して確認する必要は無いと思います。

Answer

ピンヒールで絨毯を踏み
その下にかかかる圧力の問題

アセンブリ解析のできるCAEを使うか

単一アセンブリでCAEを使い脳内補完するか
https://makerslove.com/21323.html
↑
使用条件を満たせば営利でも使える

すべて補完する

Answer

今回のケースであれば、軸力を求める事で面荷重を算出する事は可能です。

まず基本的な話として「軸力」というのは、締め付けにより伸びたネジの軸が戻ろうとする力です。
　そしてなぜネジが伸びるかと言えば、ネジの構造面の働きである「回転→直線の変換」が被締結材(今回の例ならAL板)により阻害されるためです。
　つまり被締結材にかかる圧縮力と、ネジの軸力は同値になります。

ただし質問文の中にある「表面(座面側)に発生する荷重」というのは正しくないですね。PP材側の面にも等しく発生します。PP材とタッピンネジに挟まれる形での圧縮ですので。

またPP材の強度を考えると、あまりアルミの板にかかる力に注目する必要はないと思いますよ。アルミの強度が云々されるレベルの力を出そうとすると、まず間違いなくPP材側が破損しますので。

Answer

ミスタイプしていました。

板材に加わる圧勝応力　→　圧縮応力

軸力の考え方について