球の接触 |
接触半径a (mm) P:集中荷重 (N) ν:ポアソン比 E:縦弾性係数 (MPa) R:曲率半径 (mm)
球と平面の場合 R1=∞
球と凹球面の場合 R1=-R1 |
ex. P=5000 N ν1=ν2=0.3 E1=E2=206000 MPa R1=8 mm R2=3.5 mm
a=((3*5000/4*2 /(1/8+1/3.5))^(1/3) =0.43 mm |
最大面圧P0 (MPa) P:集中荷重 (N) a:接触半径 (mm)
|
ex. P=5000 N a=0.43 mm
p0=3*5000 =12911.4 MPa |
面圧P(r) (MPa) |
|
接近距離δ (mm) P:集中荷重 (N) ν:ポアソン比 E:縦弾性係数 (MPa) R:曲率半径 (mm) |
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最大せん断応力τmax (MPa) P:集中荷重 (N) a:接触半径 (mm)
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ex. P=5000 N a=0.43 mm
τmax=0.31*3*5000 =4002.5 MPa |
表面からの距離zmax (mm) a:接触半径 (mm) (ただしν=0.3) |
ex. Zmax=0.48*0.43 =0.2 mm |
最大引張り応力 接触面の境界(r=a)で、 (MPa) |
任意曲面体の接触 |
楕円形接触面の長軸半径a、短軸半径b (mm) (mm) P:集中荷重 (N) E:縦弾性係数 (MPa) ν:ポアソン比 |
ex. R1=8 mm, R1’=36 mm,
A=1/2*(1/8+1/36+1/3.5+1/∞) B=1/2*((1/8-1/36)^2 +2*(1/8-1/36) =0.094 cosθ=0.094/0.219 θ=64.5 ° α=1.389, β=0.759, λ=1.908
E1=E2=206000 MPa ν1=ν2=0.3
1/E*=2*(1-0.3^2)/206000 a=1.389*(3/4*5000/0.219 =0.739 mm b=0.759*(3/4*5000/0.219 |
接近距離δ (mm) |
ex. δ=1.908*(9/128*0.219 *(5000*8.8*10^(-6))^2)^(1/3) =0.059 mm |
θ°に対するα、β、λ |
θ°に対するα、β、λ |
||||||||||
θ° |
0 |
10 |
20 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
||
α |
∞ |
6.612 |
3.778 |
2.731 |
2.397 |
2.136 |
1.926 |
1.754 |
||
β |
0 |
0.391 |
0.408 |
0.493 |
0.530 |
0.567 |
0.604 |
0.641 |
||
λ |
- |
0.851 |
1.220 |
1.453 |
1.550 |
1.637 |
1.709 |
1.772 |
||
θ° |
55 |
60 |
65 |
70 |
75 |
80 |
85 |
90 |
||
α |
1.611 |
1.486 |
1.378 |
1.284 |
1.202 |
1.128 |
1.061 |
1.00 |
||
β |
0.678 |
0.717 |
0.759 |
0.802 |
0.846 |
0.893 |
0.944 |
1.00 |
||
λ |
1.828 |
1.875 |
1.912 |
1.944 |
1.967 |
1.985 |
1.996 |
2.00 |
R,R’:主曲率半径 φ:主曲率1/R1を含む面と1/R2を含む面の接触角 |
最大面圧P0 (MPa) P:集中荷重 (N) a:長軸半径 (mm) b:短軸半径 (mm) |
ex. P=5000 N a=0.739 mm b=0.404 mm
p0=3*5000/(2*π*0.739*0.404) =7996 MPa |
面圧P(x,y) (MPa) |
|
最大せん断応力τmax グラフより求める , , 製品開発のための材料力学と強度設計ノウハウ/日刊工業新聞社 (P.50) |
ex. b=0.404 mm, p0=7996 MPa
b/a=0.404/0.739 グラフより τmax/p0=0.34 τmax=0.34*7893.5 Zmax/a=0.63 Zmax=0.63*0.739 =0.47 mm |
参考:製品開発のための材料力学と強度設計ノウハウ/日刊工業新聞社