JP2010270906A - 撓み低減方法および構造部材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ブラケット2が中央部5に溶接され、断面二次モーメントがIuである構造部材1の撓み低減方法であって、構造部材1の中央部5の断面二次モーメントの最小値Icと、構造部材1の両端部6の断面二次モーメントの最大値Ieが、(Ic/Iu)≧1/(Ie/Iu)2となるように中央部5の断面二次モーメントIcを増加させ、かつ両端部6の断面二次モーメントIeを減少させることにより、重量を増加させることなく撓みを低減できる。
【選択図】図1
Description
(1)ブラケットが中央部に溶接され、断面二次モーメントがIuである構造部材の撓み低減方法であって、前記構造部材の中央部の断面二次モーメントの最小値Icと、前記構造部材の両端部の断面二次モーメントの最大値Ieが、
(Ic/Iu)≧1/(Ie/Iu)2
となるように中央部の断面二次モーメントIcを増加させ、かつ両端部の断面二次モーメントIeを減少させることを特徴とする撓み低減方法を提供する。
(2)前記中央部の長さを、前記中央部の等価高さの3倍以上とすることを特徴とする前記(1)記載の撓み低減方法が提供される。
(3)前記構造部材の断面が、肉厚tuおよび等価高さhuの中空閉断面であって、前記構造部材の中央部の平均肉厚tcと等価高さhcが、
(hc/hu)≧1/(tc/tu)
となるように中央部の平均肉厚tcを減少させかつ等価高さhcを増加させることを特徴とする前記(1)または(2)に記載の撓み低減方法が提供される。
(4)前記(1)〜(3)のいずれかに記載の方法により撓みが低減された構造部材が提供される。
(5)ブラケットが片方の固定端近くに溶接され、断面二次モーメントがIuである構造部材の撓み低減方法であって、前記構造部材のブラケットが溶接される部分の断面二次モーメントの最小値Ibと、前記構造部材の両端部の断面二次モーメントの最大値Ieが、
(Ib/Iu)≧1/(Ie/Iu)2
となるようにブラケットが溶接される部分の断面二次モーメントIbを増加させ、かつ両端部の断面二次モーメントIeを減少させることを特徴とする撓み低減方法が提供される。
(6)断面二次モーメントを増加させる部分の長さを、前記断面二次モーメントを増加させる部分の等価高さの3倍以上とすることを特徴とする前記(5)に記載の撓み低減方法が提供される。
(7)前記構造部材の断面二次モーメントを増加させる部分の範囲を、前記ブラケットが溶接される部分を含んで前記ブラケットから遠い方の固定端の方向の一部分までとすることを特徴とする前記(5)または(6)に記載の撓み低減方法が提供される。
(8)前記(5)〜(7)のいずれかに記載の方法により撓みが低減された構造部材が提供される。
(Ic/Iu)≧1/(Ie/Iu)2 式1
となるように中央部5の断面二次モーメントを大きくし、両端部6の断面二次モーメントを小さくすることにより、構造部材1の重量を増加させることなく、撓みyを低減できることが判明した。これは、両端部6の断面二次モーメントIeを小さくすると両端部6の撓みが大きくなるが、中央部5での断面二次モーメントをIeの二乗に反比例して大きくすることで、中央部5の撓みを小さくする結果、構造部材1全体の撓みyが低減する効果によるものである。中央部5の断面二次モーメントIcを元の構造部材1の断面二次モーメントIuで除したIc/Iuが、1/(Ie/Iu)2より小さい場合には、構造部材1の撓みyは、元の構造部材の撓みよりも大きくなってしまう。Ic/Iuの上限は特に限定するものではないが、極端に大きくなると中央部5と両端部6の境界に変形が集中して構造部材1の強度が低下したり、重量が元の構造部材1より大きくなったりすることがあるので、2/(Ie/Iu)2を上限とすることが好ましい。
{bc×hc3−(bc−2tc)(hc−2tc)3}/12=Ic 式3
(hc/hu)≧1/(tc/tu) 式2
となるように中央部5の肉厚を減少させかつ等価高さを増加させることが、構造部材1の重量を増加させることなく撓みyを低減するのに極めて有効であることを知見した。
{bu×hu3−(bu−2tu)(hu−2tu)3}/12=Iu 式4
となるようにブラケットが溶接される部分5bの断面二次モーメントを大きくし、両端部6の断面二次モーメントを小さくすることにより、構造部材1の重量を増加させることなく、撓みyを小さくできることが判明した。これは、両端部6の断面二次モーメントIeを小さくすると両端部6の撓みが大きくなるが、ブラケットが溶接される部分5bでの断面二次モーメントをIeの二乗に反比例して大きくすることで、ブラケットが溶接される部分5bの撓みを小さくする結果、構造部材1全体の撓みyが低減する効果によるものである。ブラケットが溶接される部分5bの断面二次モーメントIbを元の構造部材1の断面二次モーメントIuで除したIb/Iuが、1/(Ie/Iu)2より小さい場合には、構造部材1の撓みyは、元の構造部材の撓みよりも大きくなってしまう。Ib/Iuの上限は特に限定するものではないが、極端に大きくなるとブラケットが溶接される部分5bと両端部6の境界に変形が集中して構造部材1の強度が低下したり、重量が元の構造部材1より大きくなったりすることがあるので、2/(Ie/Iu)2を上限とすることが好ましい。
{bb×hb 3−(bb−2tb)(hb−2tb)3}/12=Ib 式6
2 ブラケット
3,3a,3b 固定端
4 他の構造部材
5 中央部
5b ブラケットが溶接される部分
6 両端部
7 ピン孔
bb ブラケットが溶接される部分の幅の最大値
hb (構造部材のブラケットが溶接される部分の)等価高さ
he (構造部材の両端部の)等価高さ
hc (構造部材の中央部の)等価高さ
hu (元の構造部材の)等価高さ
P 荷重
te (構造部材の両端部の)肉厚
tc (構造部材の中央部の)肉厚
tu (元の構造部材の)肉厚
y 撓み
Claims (8)
- ブラケットが中央部に溶接され、断面二次モーメントがIuである構造部材の撓み低減方法であって、
前記構造部材の中央部の断面二次モーメントの最小値Icと、前記構造部材の両端部の断面二次モーメントの最大値Ieが、
(Ic/Iu)≧1/(Ie/Iu)2
となるように中央部の断面二次モーメントIcを増加させ、かつ両端部の断面二次モーメントIeを減少させることを特徴とする撓み低減方法。 - 前記中央部の長さを、前記中央部の等価高さの3倍以上とすることを特徴とする請求項1記載の撓み低減方法。
- 前記構造部材の断面が、肉厚tuおよび等価高さhuの中空閉断面であって、前記構造部材の中央部の平均肉厚tcと等価高さhcが、
(hc/hu)≧1/(tc/tu)
となるように中央部の平均肉厚tcを減少させ、かつ等価高さhcを増加させることを特徴とする請求項1または2に記載の撓み低減方法。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の方法により撓みが低減された構造部材。
- ブラケットが片方の固定端近くに溶接され、断面二次モーメントがIuである構造部材の撓み低減方法であって、
前記構造部材のブラケットが溶接される部分の断面二次モーメントの最小値Ibと、前記構造部材の両端部の断面二次モーメントの最大値Ieが、
(Ib/Iu)≧1/(Ie/Iu)2
となるようにブラケットが溶接される部分の断面二次モーメントIbを増加させ、かつ両端部の断面二次モーメントIeを減少させることを特徴とする撓み低減方法。 - 前記構造部材の断面二次モーメントを増加させる部分の長さを、前記断面二次モーメントを増加させる部分の等価高さの3倍以上とすることを特徴とする請求項5記載の撓み低減方法。
- 前記構造部材の断面二次モーメントを増加させる部分の範囲を、前記ブラケットが溶接される部分を含んで前記ブラケットから遠い方の固定端の方向の一部分までとすることを特徴とする請求項5または6記載の撓み低減方法。
- 請求項5〜7のいずれかに記載の方法により撓みが低減された構造部材。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2620882C2 (ru) * | 2016-09-06 | 2017-05-30 | Александр Васильевич Дегтярев | Самоцентрирующаяся система с изменяемой геометрией внешнего основания. |
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JPH04123710U (ja) * | 1991-04-22 | 1992-11-10 | 株式会社昭和製作所 | インパクトドアビーム |
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JP2000282622A (ja) * | 1999-03-30 | 2000-10-10 | Sekisui Chem Co Ltd | 合成梁 |
JP2002154327A (ja) * | 2000-11-08 | 2002-05-28 | Korea Advanced Inst Of Science & Technology | 自動車ドアのインパクトビーム |
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-
2010
- 2010-02-17 JP JP2010031980A patent/JP5267480B2/ja active Active
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