ボルトの選定方法

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M8 強度区分4•8のボルトの例
・最小引張荷重は15,400N
・15,400Nをかけると破断する
・機械設計では弾性域を考えたいが、弾性限界の物性値はデータに乏しい(測定が難しい)
・降伏点あるいは0.2%耐力は計測可能であり、これらは弾性限界に近い値をとるため、これらを基準とする
・強度区分4•8の4は引張強度(400MPa)、8は降伏点が引張強度の0.8であることを示す。すなわち降伏点は400x0.8=320MPaでなる。
・M8ボルトの有効断面積は36.5mm2なので、降伏点での荷重は320Mpa x 36.5 = 11,680Nとなる。
・ボルトには締め付けトルクによって初期締結軸力がかかっている。これは通常降伏荷重の0.7倍である。すなわち初期締結圧力は320MPa x 0.7 = 224MPaがかかっている。
・よって実際にボルトにかけられる荷重は320MPa x (1-0.7)=320 x 0.3 = 96MPaである。荷重でいうと、96MPa x 36.5mm2 = 3,504Nとなる。
・最小引張荷重が15,400Nとあるが、安全率1のときに実際にかけられる荷重は3,504Nとなり、かなり小さくなっていることに注意。設計ではこれにさらに安全率をかけることになる。