ボルト締結体に外力が作用した時（ねじ-12）

　ボルト締結体に外力が作用してボルトがゆるんだり、ボルトが破断する場合のモデルについての基礎を解説します。

（1）ボルト締結体に外力が作用した時の力のつりあい

a）

【図1】のボルト締結体に外力F'が作用した時のつりあい状態から、次の2つの式が出せます。

力のつりあい式より・・・ボルトに作用する合力 FB＝F'＋Fc 力とばね定数と伸びの関係より・・・伸び ε＝（FB-F0）÷KB＝（F0-FC）÷KC

上の2式からボルトに作用する合力 F_Bを求めると次式となり、外力が作用しない状態の初期軸力F₀に外力F'の{ K_B÷（K_B＋Kc）}倍の力が増大したことがわかります。

ボルトに作用する合力 FB＝F0＋KB÷（KB＋KC）F' ・・・・・（1）

式（1）を締付け線図で表現すると【図2】となります。

b）

【図2】において、F_B Fcの線を縦軸に平行に移動した時、Fcが点Cと一致する状態は、「被締結体の圧縮力がゼロとなる状態＝ボルト締結力が作用しなくなった状態＝2個の締結体が離れる瞬間の状態」を意味します。

c）

したがって、【図3】より、初期軸力Foで締め付けられた締結体の軸力が効かなくなる外力（F'）は、被締結体の圧縮力を弱める力Fc'＝Foとなるときといえます。

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