![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
製品を置いているトレイが
変形して元に戻りません。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
塑性変形したんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
塑性変形って何ですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
載せている製品をトレイから
降ろしても、元に戻らない
変形のことを言います。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
どれぐらい使われたんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
1年程度で徐々に変形しました。
材質は、SUS304です。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
厚さが薄いです。
厚くしましょう。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
女性も使うので、
できれば軽くしたいです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
どうすればいいですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
材質と厚みを見直しましょう。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
よろしくお願いします。
というやりとりがありました。
今回は、塑性変形について
考えていきたいと思います。
弾性変形と塑性変形とは
製品などのものを載せたり、
吊り上げたりすることで、
かかる力のことを
- 荷重
と言います。
この荷重による変形を
- 弾性変形
- 塑性変形
と言います。
簡単に説明すると、
熱や力といった荷重を取り除いたときに
元の形に戻ることを
- 弾性変形
それ以上に、荷重をかけてしまい
荷重を取り除いても、
元に戻らなくなってしまうことを
- 塑性変形
と言います。
トレイのたわみ計算
今回のトレイが、
塑性変形してしまった原因を
考えていきたいと思います。
トレイの資料
- 材質:SUS304
- サイズ:500×250×2(mm)
を使用しており、
使用状況は、
- 指示方法:500mmの両端を支持
- 荷重:20kgf
- 集中荷重
ということが確認できました。
計算方法は、難しいので
で検索すると、
いろいろな計算ツールが出てくるので
使い勝手の良いもので
計算してみてください。
今回の条件での計算結果は、
たわみ合計:約16.34mm
最大応力:147MPa
プレート重量:約2Kg
ということが分かりました。
しかも、話を聞くと
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
4Kgのものを積み上げて
20Kgにしてから
しばらく保管する
ということなので、
積み上げるときに発生する衝撃荷重や
保管時の疲労変形も考えられます。
応力とは、
外からの力を受けた時に
部材が元に戻ろうとする力
塑性変形の対策
今回トレイが、塑性変形した原因は
- 衝撃荷重による変形
- たわみ許容値を超えて変形
- 弾性限度を超えた
などいろいろ考えられますが、
お客様の要望に応えられないと
意味がないので
情報を聞き出すことにしました。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
変更しないものはなんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
製品と温度です。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
温度は常温です。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
じゃあ、出来るのは、
トレイの変更だけですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
そうです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
SUS304の板厚を
2→3mmにしませんか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
たわみ量16.34→約5mm
になります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
重くなりませんか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
2Kg→3Kgになります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
女性も使うので、
軽量化したい。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
MCナイロンはどうですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
厚み14mmで、たわみ3.15mm
プレート重量約2Kgです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
14mmもとれません。
アルミはどうですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
A5052のアルミの
厚み6mmで
たわみ1.72mm
プレート重量約2Kgです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
6mmならなんとか
大丈夫です。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
アルミでためして
みましょう!
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
曲げたり補強はいかがですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
あまりしたくはありません。
ということで、
アルミニウム合金 A5052
500×250×6mmのプレートを
作ることになりました。
塑性変形させる要因
今回の塑性変形は、
1年程度で使えなくなったことから
様々な要因があると思います。
専門の設計の方からは
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/GmAN.jpg)
考え方が違う!!
とおしかりを受けるかもしれませんが、
プレートの厚みが薄くて
たわみすぎなのは間違いないです。
もともと、安全率は2~3と低いようなので
衝撃荷重を受けたら変形するのは
間違いないですが、
今回、目を付けたのは、
たわみ許容値です。
たわみ許容値は、
建築や鉄骨などで使用されているもので
- 鋼構造建築基準では、1/300
- アルミフレームでは、1/1000
と言われています。
このたわみ許容値は、
私が勝手に参考にしている値なので
あくまで参考値としてください。
SUS304のたわみ許容値を
勝手に1/300としたとき
500mmの長さの場合、
たわみ許容値は、1.6665mm
A5052の許容たわみ値は、
勝手に1/1000としたとき
500mmの長さの場合、
たわみ許容値は、0.5mmです。
安全率やたわみ許容値を考えて
本当は、もう少し厚くしたいところですが
装置の都合上、難しいようです。
ずっと使えるものを提案できれば
いいのですが、
今回のように
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
今よりは・・・・
ということも多々あります。
どのような結果になるかは
しばらく使ってみないと分かりませんが、
今よりは、
よくなるはずだと思っています。
まとめ
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
変形して
元に戻らないなぁ。
ということはありませんか?
それは、塑性変形です。
乱暴に扱ったり、
勢いよく荷物を載せたりする
衝撃荷重であったり
そもそも、
設計不良がなのかもしれませんし、
継続して使用することでおこる
疲労変形など塑性変形の原因は、
様々だと思います。
今回は、装置との関係で、
中途半端な回答になってしまいました。
ただ、塑性変形をおこしてしまい、
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
次の厚みは、どれぐらいに
しようかな?
と考えてる方の参考になれば
うれしいです。
ありがとうございました。