今日は「平面に掛かる面圧計算」についてのメモです。
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面圧とは
面圧とは 負荷を受ける投影面積当たりの外力を面圧 を言います。
引用：機械工学辞典より
負荷を受ける投影面積当たりの外力を面圧という．滑り軸受などの負荷の程度を示す値として用いられる．単位は［力/面積］で圧力と同じ単位である．外力は滑り軸受に発生した圧力分布の積分量と釣合うが，面圧は圧力分布の平均的値を示すことになる．圧力分布の最大値である最高圧力と面圧との関係は，静的荷重の場合一定の比率関係にあるが，動的荷重の場合は変動する．動的荷重の面圧は，通常最大荷重時における値を呼ぶ場合が多い．滑り軸受の設計に際し，負荷状態を示す目安として面圧が使用される．
投影面積とは 平衡な光で 照らした場合に出来る影の面積 なので、力を受ける面が 投影して複数ある場合は、力を投影された面積の和で割ります。
以下、基本的な計算のメモです。
平面に掛かる面圧の計算
面圧とは 「力／面積」 で求めます。
基本式： 100N／25ｍｍ^2=4N/mm^2（4MPa）
この面積は投影面積 なので、一つの荷重（負荷）を 投影面積が重ならない複数の面で受ける場合は
例：テーブル全体の重さが100Nで同じ面積で床に設置している脚が4本の場合は
- 100N／投影面積の和ｍｍ^2＝各面に掛かる面圧N/mm^2（MPa）
- 100N／（25mm^2*4）＝1N/mm^2（1MPa）
となり、 ハンバーガー構造のように、上面から投影した面積が同じ場合は
- 100N／投影面積ｍｍ^2=各面に掛かる面圧N/mm^2（MPa）
- 100N／25ｍｍ^2=4N/mm^2（4MPa）
※自重や挟まれる部材の強度を考慮しない簡単な考えの場合
となります。
以上です。
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