応力集中係数による検証(円孔付き平板)

意味・使いどころ

応力集中係数αは最大応力σ_mを基準応力σ_0(公称応力)で割ったものです。基準の取り方は2通りあり、遠方基準σ_0'=P/(2dt)では無限板(a≪d)で3.0、最小断面基準では a→d で2.0に近づきます。円孔縁のσ_xは理論上0ですが、外挿しても厳密には0になりません。1/4対称モデルで粗い分割だと外挿値は理論より大きく下がり、線形外挿で正しく予測できるとは言えません。

具体例

P=1000N、d=50mm、a=10mm、t=1mm:σ_0=1000/{(100-20)×1}=12.5MPa、α=2.51、最大応力=2.51×12.5=31.4MPa。最小断面9要素では外挿26.3MPa(誤差16%、15%以上)。問11-1。