薄板板金物の強度とアンテナステーの話

この記事は、アップロードされるのは 月曜の日付になるはずだが、
実は、土日に書き溜めておいて タイマー機能で 投稿させている。

で、話なのだが、 金属構造物において強度の解析時に 静解析で
行う場合で 薄板板金物の場合(具体的には、t=1.6mmとかならかなり怪しくなる)
に そのものの全体大きさや形状にもよるのだけど、高級解析ソフト
で解析して OK 充分持つと判断して 実際に作ってみて試験したら
あっという間に 壊れる。 ということがあります。

これこそ、頭でっかちな コンピュータで解析したから 大丈夫です。
って言い張る 典型的な お坊ちゃん君なのでR。
特に、研究職とかで、実物や作っている所の現場を見ない人に多いですよ。

じゃ何故壊れるか?
ここを読んでいるあなたは、直感的に分かりますか?

実に簡単。 実物を見ていれば。



薄物板金物の場合(特に溶接なんかあったら)いくら平面だっていっても
平面がうねっているわけですよ。溶接なんかあったら 当然 溶接による
歪が絶対にある訳。

で いくら高級解析ソフトでも この平面部のうねり なんかは 考慮できない訳。
すなわち 平面度0は実際には無理というか うねっている 部分を解析にて模擬する
ことは不可能に近いというか 現在のソフトでは無理でしょう。
(部分的にわざとうねりを作ることは可能だけど、実物と同じには作れん)

なので、実際と机上計算では、かなりの差が生まれることがある。

例えばですよ。薄い紙でも良いから考えてみて下さい。
紙を面内で変形させようとしても 静解析ソフトでは もの凄い力まで持つ
結果がでます。

でもですよ。実際は紙はぺにゃぺにゃなので 面内に力を入力するとごこかで
ぐにゃ と直ぐ 曲がるでしょ? そしたら 直ぐそこから 変形して折れる。
(面外に変形する) これなら 容易に頭でも想像できると思う。

こういうことが、金属だって薄ければ薄いほど 起き易いのは どんな人でも
分かると思う。

これは、ほんの分かり易い一例ですが、 こういう 机上と実物
が大きくずれるということは世の中には沢山あります。


で無線関連で身近な例では、
アンテナステー や 雨どいを回避させる部材
(FTIさんのは、丈夫にできていて大丈夫ですね)

例えば、アンテナステーがいくら 引っ張りで1t まで持つとかいっても 
緩んでいると全くステーとして機能しなく、少しでも動くとアンテナをつけている マストに
全ての力が掛かってしまう。
そうすると マストが変形してしまう。そうすとアンテナは倒壊する。

また、雨どい回避材でも 薄いL型断面では、大きい力が掛かった時に L型が保てない
でちょっとでも変形したとすると真っ先にその変形した部位に応力集中して 壊れるか
変形し、結局ステーが緩み マストが折れる。という図式になります。
雨どい回避材が木造部材から抜ける抜けないの 話し以前の問題。

なので、アマ無線のアンテナ等では、ステー強度は当然なんだがそれより
ステーをいかに ピンと張らすか?というとこに気をつけた方が良いと思う。
ただ、むやみに ステーに初期張力を掛けてしまうのも問題なので ここは
難しいとこですね。夏場と冬の温度差による ステーの膨張もちゃんと考えないとね。
冬にピンとしていても夏に緩々じゃ 危ないからね。

追記
良く、マストが2重管だから 曲げに強いと思っておられる方がいるが
それは、間違いではないが NG!
パイプの内側方向にいくら 厚みを増しても 曲げに対する強度はあまり変わらん。
材料力学の最初の方で 学びますね。
あるパイプとその中を全て埋めた 中実棒でどれだけ違うか?
というような問題。
ほとんど、強度UPといえるようには上がらないのですよ。
(パイプの外側に径が大きくなるように増すなら 強度はUPします)

で何故2重管があるかというと アンテナやブームを取り付ける際に
UやV字型のボルト/鋭利なコの字金具 等を用いて締めこんでいく
わけだけどその時 パイプが変形しないように2重にしているもの
だとボキは思っている。<多分ね>
(パイプのような円形の断面が崩れていくと 急に曲げに対して
  弱くなっていくから)

そんじゃ~。
Dirtbike rider aka JJ1IZW

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No title

一度曲がると、鉄の弾性域内から塑性域なってしまうので
弱くなってしまいますよね。

アンテナ基台は、昨今のは 弱いものが多いですね。V/Uの小さい
アンテナしか考慮していないものが多いですよね。
HFいうか 50Mのアンテナなんかでも 走りながらだと壊れそう
なものが多いように思います。

で、頑丈な基台もありますが、昨今の車は 雨どいがないので
取り付けられず。。さらに ワゴン車とかには ルーフレールが
あったのですが、高速での燃費改善なんでしょうか?
最近なくす傾向があるみたいですね。

私の車はしょうがないので キャリア付けましたし。
キャリアだと 釣竿5mのアンテナでも 少々の風なら
大丈夫です。

No title

一番小型のアンテナ基台を壊したばかりです。
一度曲がると、雨細工のようにちぎれてしまいました。
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