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せん断応力

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せん断応力度を説明する場合、多くの教科書はボルトやリベット等を用いています。当サイトでも、説明しやすいので、その方法を使います。


ところで、せん断力とは、「1組のずれ合う力」であったり、「物体の表面に平行して働く1組の力」と表現されます。よって、せん断応力度とは、作用するせん断力を面積当たりになおした値となります。


まず、図に示すようなボルトと板を考えます。


ボルトと板


この釣り合い状態で、ボルト内に作用している力を考えます。外力Pは同じ箇所に作用しているわけではなく、ボルトをずらすように作用させている外力です。


さて、ボルトを無理やり切って応力を考えます。外力と、ボルト軸に作用する応力は釣り合う必要があるので(釣り合わなかったら、ボルトは破断しますよね。)、図のようなせん断力が作用していることになります。


ボルトに作用するせん断応力


よって、ボルト軸の断面積をAとすると、作用しているせん断応力度は


せん断応力度


となります。Qはせん断力、Aは断面積で、τ(タウ)は一般的にせん断応力度を表す記号なので、覚えておくと良いでしょう。

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