ねじり強さって？

Question

ド素人な質問で恐縮です。
シャフトのねじりの強度計算をしたいのですが
トルクとシャフトの直径がわかっていて、ねじり応力は算出したのですが
肝心の材料のねじり強さが解りません。
ほとんどの表では引張強さぐらいしか載っていません。
皆さんはねじり強さはどのよう計算していますか？
ネットで調べたら
ねじり強さτ＝0.6/σb　というのがありました。
単純に引張強さの60％という考え方で正しいのでしょうか？
資料とか文献とか含めてお教えいただけたら幸いです。
よろしくお願いします。

Accepted Answer

シャフトのねじりはせん断破壊が支配します。材料力学的には丸棒では外周
面に最大せん断応力が働き，計算上のこの値を材料強度と比較します。
実際の金属材料の破壊は立体的に起こるので３次元で応力方向を考える必要
があります。したがって変形・破壊は２または３方向のベクトル差が降伏応
力を超えることで発生します。塑性力学で破壊に関する主要な説にトレスカ
およびミーゼス理論があります。詳細は参考書等でお調べください。
さて，材料力学において鋼の棒材を単純引張した場合，引張強さPを断面積A
で割った値が引張応力となりますが，内部応力の方向はせん断面(４５度の
方向)で最大となるため，せん断応力τに換算するとτ＝P/√2A　となり，
1/√2＝0.707　の応力で破断したと考えられます。これは塑性力学のトレス
カ理論に基づきます。一方ミーゼス理論では1/√3＝0.577　となります。
提示の考え方は後者に準じていると言えます。
実際の場合は単純化した計算どおりにはなりません，材料強度のばらつきや
応力の方向，応力集中などの要素も考慮しておく必要があります。
したがって実際の破壊における応力解析は綿密に考える必要がありますが，
ミーゼス理論が支配するような材料では論理として，せん断強さ＝引張強さ
の60％は妥当性はあると言えるでしょう。

Answer

鋼材の引張強度や圧縮強度、曲げ強度、せん断強度はご存知でしょうか？
さて、特に丸材は前述の強度の他に、ねじり強度確認をします。
できれば、設計の教本や機械工学便覧、設計便覧で内容の確認をすると
判り易いですよ。
基本的には、曲げ強度と同じ様に、
＊ 曲げ強度は、曲げ応力（モーメント）と断面係数　で求める
　　　　　　　　　　　　↓
◆ ねじり強度は、ねじり応力（トルク）と極断面係数　で求める
ようになります。
ねじりは、ねじり角度でも代用して確認する事があり、
これは、コイルバネ計算（ねじり応力がバネの力）にも使用されます。

さて、良いURLが見つからないので、以下のURLを参考にして下さい。
http://www.morikita.co.jp/mkj/66421.html

ねじり強さって？