日経ものづくり 材料力学マンダラ

第２１巻
静的荷重から急速荷重へ

広島大学大学院教授 沢 俊行


●静的な扱いでは解けない，急速荷重が作用するケース
●軸や応力の形態に応じて「修正係数」を導入する
●軸径の決定には「破損のクライテリア」2説を活用


　ここ数回にわたり，弾性体にねじりと曲げモーメントの複合荷重が作用するケースを扱ってきました。これだけしつこくやってきたのは，かかる問題が機械工学上極めて重要だから。しかも厄介なので，自然とページ数を割いてしまいました。が，それも今回が最後となります。
　図は，左端を固定し（点Bで支持し），右端にプーリを取り付けた軸。こうした軸や梁にねじり荷重が作用する場合，これまでは静的に作用すると暗に仮定してきました。しかし現実の問題は，それだけでは対応できません。例えば，クルマの車軸を考えてみてください。信号で停止しているクルマが急に発進する。そのとき，車軸は急速に回転し始めます。これは明らかに，これまでの静的なケースとは違います。
　今回はこうした問題を扱っていきますが，考え方自体は静的なケースと大きく異なるわけではありません。そこでまず最初に，重要な式を復習しておきましょう。

日経ものづくり
図●左端を固定し（点Bで支持し），右端にプーリを取り付けた軸
軸には曲げモーメントMとトルクTが作用。特にトルクTにより，ねじり振動が加わる。