はじめての力学

はじめての力学

設計者に限りませんが、ベテランも最初は初心者です。言葉一つとっても知らないことばかりで当たり前なのですが、学び始めた時に苦労するのは今も変わらないようです。

梁にかかる力や曲げモーメント、断面係数や断面二次モーメント、設計やCAE解析に必要な材料の基礎知識などについてまとめています。

梁に加わる力　断面二次モーメントと断面係数　長方形断面の縦と横の強さ　丸棒、パイプ等の強さ　浮力　運動の３法則　はじめての金属材料

目次

梁と力
断面形状による強さ
その他の力
モノづくりのための材料の基礎知識

梁と力

梁に加わる力

力学の基礎：梁と力（圧縮、引張り、曲げモーメント）のイメージ

設計者に限りませんがベテランも最初は初心者です。言葉一つとっても知らないことばかりで当たり前です。なのに学び始めた時に苦労するのは今も変わらないようです。梁に荷重を加えた時に発生する、圧縮力、引張り力と曲げモーメントについて説明します。

断面二次モーメントと断面係数

力学の基礎：梁の断面二次モーメントと断面係数

断面係数は、断面二次モーメントと似ています。断面二次モーメントは、梁の変形のしにくさ（曲がりにくさ、たわみ）を表し、断面係数は、梁の曲げの強さ（応力に対する強さ）を表すことを、梁の曲げに加わる力と合わせ図と数式で説明します。

断面形状による強さ

長方形断面の縦と横の強さ

力学の基礎：梁の強さと断面形状。断面係数と断面二次モーメント

モノづくりでは、使用時に想定される使い方で壊れないように設計します。設計ポイントは応力集中以外にもあります。断面が長方形の梁を例に、断面係数と断面二次モーメントを使い、同じ梁を縦置きと横置きにした時の強さを比較する方法について説明します。

丸棒、パイプ、角材、角パイプ

力学の基礎：断面形状と強さを断面二次モーメントと断面係数で比較

実際の設計では複雑な形状や加工方法に加えコストも重要です。このため設計でよく使う材料の強さとコストの関係などの基本的な知識が必要です。ここでは、実際に使われている丸棒、パイプ、角材、角パイプの断面形状と断面二次モーメントについて説明します。

その他の力

浮力（アルキメデスの原理）で説明。氷山の見える部分は全体の10％

氷山というと映画タイタニックを思い出します。また、「氷山の一角」とは、見える部分は一部だけという意味で使われています。氷山の海上に見えている部分は約10%と海中部分が約90%であることを、浮力（アルキメデスの原理）で説明します。

力学の基礎：運動の３法則（慣性、運動、作用・反作用）

力学の基礎というと少々違和感もありますが、ニュートンの３法則とも呼ばれる運動の３法則について説明しています。あまり意識することはないかもしれませんが、様々な物理現象を説明する基礎的となる法則であり、運動方程式を導く際に使う基本的な法則です。

モノづくりのための材料の基礎知識

はじめての金属材料

金属には、鉄、ステンレス、アルミ、チタンなど様々な種類があり、用途に応じて使われています。鉄は様々な製品や場所で使われていますが、鉄にも様々な種類があります。よく使われる鉄鋼材料についてまとめています。

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力学の基礎：運動の３法則（慣性、運動、作用・反作用）

力学の基礎というと少々違和感もありますが、ニュートンの３法則とも呼ばれる運動の３法則について説明しています。あまり意識することはないかもしれませんが、様々な物理現象を説明する基礎的となる法則であり、運動方程式を導く際に使う基本的な法則です。

はじめての力学

浮力（アルキメデスの原理）で説明。氷山の見える部分は全体の10％

氷山というと映画タイタニックを思い出します。また、「氷山の一角」とは、見える部分は一部だけという意味で使われています。氷山の海上に見えている部分は約10%と海中部分が約90%であることを、浮力（アルキメデスの原理）で説明します。

はじめての力学

力学の基礎：断面形状と強さを断面二次モーメントと断面係数で比較

実際の設計では複雑な形状や加工方法に加えコストも重要です。このため設計でよく使う材料の強さとコストの関係などの基本的な知識が必要です。ここでは、実際に使われている丸棒、パイプ、角材、角パイプの断面形状と断面二次モーメントについて説明します。

はじめての力学

力学の基礎：梁の断面二次モーメントと断面係数

断面係数は、断面二次モーメントと似ています。断面二次モーメントは、梁の変形のしにくさ（曲がりにくさ、たわみ）を表し、断面係数は、梁の曲げの強さ（応力に対する強さ）を表すことを、梁の曲げに加わる力と合わせ図と数式で説明します。

はじめての力学

力学の基礎：梁の強さと断面形状。断面係数と断面二次モーメント

モノづくりでは、使用時に想定される使い方で壊れないように設計します。設計ポイントは応力集中以外にもあります。断面が長方形の梁を例に、断面係数と断面二次モーメントを使い、同じ梁を縦置きと横置きにした時の強さを比較する方法について説明します。

はじめての力学

力学の基礎：梁と力（圧縮、引張り、曲げモーメント）のイメージ

設計者に限りませんがベテランも最初は初心者です。言葉一つとっても知らないことばかりで当たり前です。なのに学び始めた時に苦労するのは今も変わらないようです。梁に荷重を加えた時に発生する、圧縮力、引張り力と曲げモーメントについて説明します。

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