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断面二次モーメント [technical terms]

曲げモーメントに対する梁(はり)の部材の変形のしにくさを表した量である。梁の剛性は、ヤング率(材料そのもの)と断面二次モーメント(形状による違い)で決まります。よって、同じ材質の場合は断面二次モーメントで決まります。
曲げモーメント=力×距離で、曲げ応力(力)自体も距離に比例するので、曲げモーメントは距離の2乗に比例します。
詳しい解説は、ここを参考に。

ギターの設計において、すごく簡単に言われていることは、「断面が長方形のブレースの高さ(厚み)を2倍にすると、強度(曲がり難さ)は2の3乗=8倍になる」ということです(断面形状により変わってくるので注意!)。さらに効率的に剛性を上げようとしたら、断面二次モーメントの増加に貢献しない中心近くを削るのがよいので、Hの形が理にかなっています。ギターのブレースでいえば、カーボンファイバーシートをブレースの上面と底面に貼り付けたものがあります。これも効率よく剛性をあげる方法と思われます。

より具体的に、経験したことを書くと、
・高さ20mmあったブレース材を間違って、16mmにしてしまいました。高さ16mmと20mmの剛性の違いは、20^3 / 16^3 =1.25^3=1.95 よって約2倍違います。
・高さ16mm(h)x幅9mm(b)の長方形断面のブレースと三角形断面のブレースの剛性(断面2次モーメント)は、長方形はbh^3/12 、三角形はbh^3/36 と計算できるので、高さを変えずにブレースの側面(主に幅を減らしていく)を削っていくと剛性を1/3まで、徐々に減らしていくことができます。



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