設計工程におけるポイント 材料選定

(1) 構造体設計における材質の選定(鋳物⇒SS400 溶接)

Before

鋳物構造(FC150)
鋳物構造(FC150)

図の鋳物構造(FC150)の曲げ剛性、重量は以下のとおりです。

曲げ剛性:ExI=100kN/m2×4.57×10-4= 4.57×10-2kN・m2
重  量:比重×面積×長さ=7.0×(2×0.225×0.075+0.30×0.075)×1.0 = 0.39ton

↓

After

溶接構造体(SS400)
溶接構造体(SS400)

上記の鋳物構造と同じ外形寸法、同等の曲げ剛性を条件として、溶接構造体(SS400)を設計した一例は以下のとおりです。鋳物構造と溶接構造体の重量比は1:0.28となっています。

曲げ剛性:ExI=210kN/m2×2.23×10-4= 4.68×10-2kN・m2
重  量:比重×面積×長さ=7.85×(2×0.30×0.016+2×0.268×0.009)×1.0 = 0.11ton

ポイント

同じ外形寸法、同等の曲げ剛性を有する構造体の設計であっても、鋳物構造(FC150)から溶接構造体(SS400)にすることで、溶接構造体の方が大幅に軽量な構造体を設計することができます。

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