M dx yd EI

モノづくりと生体の力学Ⅰ、Ⅱ(材料力学)の関係
安全、安
全・安
心・快適な
心 な
作りたい形、色、肌触り(感性、心理学・・・)
意匠デザイン
意匠デザイン
作る技術、製品の性能(CAD、機械工学、力学・・・)
工業デザイン
製品
製 品
生体の力学Ⅰ、Ⅱ(材料力学)
壊れない製品の形、寸法、材料を決めるための技術
実際の製
実際の製品を解析する方法
品(複雑)
(有限要素法)の基礎
大きいと
C
A
B
1 本のはり(梁)
応力・ひずみ
壊れる
について学ぶ
変形・たわみ
大きいと
不具合
①はり全体について、吊り合い式
反力・反モーメントを求める
②仮想の切断面に生じる内力(力・モーメント)を吊り合い式を解いて求める。
FXA
A
FYA
D
MzD
FXD
FYD
③曲げモーメント M、せん断力 F の分布が求められる。
④曲げ応力σ=M/Z を求める。(Z:断面係数)σ=Eεからひずみεを求める。
⑤たわみの微分方程式に求めたモーメント M の式を代入して 2 回積分してたわみ y の式を求め
る。
EI
d2y
 M
dx 2
⑥積分定数を境界条件(x=0 でたわみ y=0 など)を考慮して積分定数を決める。
⇒たわみの式を決定する。
⑦たわみ y が最大になる時の座標値xの値を求める。
一般的には、関数が極値を取る条件(傾き
dy
 0 )から x の値を求め、x の値をたわみの式
dx
に代入する。
片持ちはりの場合には、たわみが最大になる位置で、たわみが極値とならない。
傾きが正のときは、たわみはずうっと増加する。傾きが負の時は、たわみは減少する。
したがって、傾きが正のときは x の値が最大の位置で、たわみは最大となる。
傾きが負のときは、x の値が最小の位置で、たわみは最大となる。