ピンやリベットが受けるせん断応力の求め方、計算方法をしっかり解説【材力Vol. 4-1】
また、せん断応力が登場するもう一つ主要な形態として「ねじり」がある。ねじりを受ける棒の場合、内力として働くのはねじりモーメント（トルク）である。 トルクによって発生するせん断応力は「曲げ」のときと同じくある勾配を持った分布となる 。つまり「曲げ」のときと考え方は同じで、中心部は変形しないのに対し、表面付近は大きく変形しようとする。そのため、中心部の応力は ”0” であり、中心から離れるに連れて大きくなるようなせん断応力分布となる訳だ。
ピンやリベットに働くせん断応力
どこに・どのくらいの大きさのせん断応力が働くのか？さて、せん断応力の元になっている 内力としてのせん断力 はどこに働くのか？
結論としては、 『ある面を境にして材料の移動方向が逆転する・かつその移動方向がその面に沿うような方向の場合には、その断面にはせん断力が作用している。』 と考えて良い。
材力では 『このせん断力によるせん断応力は断面に一様な大きさで発生する』 とみなす。
- ある面を境にして材料の移動方向が逆転する・かつその移動方向がその面に沿うような方向の場合には、その断面にはせん断力が作用している。
- このせん断力によるせん断応力は断面上に一様に発生し、その大きさはせん断力をピン等の断面積で割ったもので定義される。
大事なことは どの面にせん断力が働くかを見極めることで、そのためには移動方向が逆転する境目の面にせん断力が働く という目を持って問題をみないといけない。
例：二重管を部分接着ピンは登場しない訳だが、この場合は 接着面自体にせん断力が働く 。
例：ねじりを受けるフランジのボルト接続\((F\cdot\displaystyle\frac) \cdot 6 = T\)
このように トルクを伝えるボルトやピン接続の場合は、それらに働くせん断力（内力）を見積もるために、回転の平衡条件を考える必要があり 、せん断力を伝えるパーツの距離感も重要な要素となる。
まとめ
ポイントは 内力としてのせん断力がどこに・どんな大きさで作用するのかを正しく把握する ことだ。そのためには無論自由体の考え方をマスターしておかないといけない。
この記事でわかること- せん断応力は、ある面に対してその面に沿うような方向に働く応力であり、ピン等で部材同士を接続している場合や材料にねじり負荷を加えるような場合に問題になる。
- ある面を境にして材料の移動方向が逆転する・かつその移動方向がその面に沿うような方向の場合には、その断面にはせん断力が作用している。
- このせん断力によるせん断応力は断面上に一様に発生し、その大きさはせん断力をピン等の断面積で割ったもので定義される。
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