拙著『図解! わかりやすーい 強度設計実務入門』が発売されました。

投稿日:2020年9月23日 更新日:

 

拙著『図解!わかりやすーい 強度設計実務入門 基礎から学べる機械設計の材料強度と強度計算』が、日刊工業新聞社より発売されました(2020年9月18日)。

 

 

本書は、多忙な若手設計者が強度設計の全体像を効率的に理解できるようにすることを目的に執筆しました。

一つのテーマは原則見開の2ページで解説し、重要なポイントを左ページに図をたくさん使ってまとめています。

 

理論的な解説や数式の導出は最低限にとどめ、あくまで強度設計の全体像が分かることに主眼を置いた構成にしています。

また、材料は金属材料とプラスチックを使用することを前提に解説をしており、強度設計における金属材料とプラスチックの取り扱いの違いを理解することができます。

第2、3章で静力学、材料力学の最低限必要な基礎知識と代表的な強度計算式、第4章で材料特性、加えて第5章でそれら以外の必要な知識について実務者視点で解説しています。また、第5章の章末には本書の解説内容を活用した強度設計事例を4つ掲載し、実際の強度設計の進め方の参考になるようにしました。さらに巻末には付録として強度設計の実務で活用できる断面特性一覧や強度設計チェックリストなどを掲載しています。

 

<目次>

はじめに

第1章 強度設計とは

1-1 強度設計とは何か?
1-2 強度設計技術向上の効果
1-3 強度設計を行う上で考慮すべきポイント

コラム(1)・・・狩野モデル

第2章 強度設計に必要な材料力学の基本はたったこれだけ

2-1 単位
2-2 力について(1)
2-3 力について(2)
2-4 力のつり合い
2-5 モーメント
2-6 モーメントのつり合い
2-7 支持条件
2-8 荷重
2-9 応力
2-10 ひずみ
2-11 ポアソン比
2-12 フックの法則
2-13 工業材料の弾性係数
2-14 線膨張係数
2-15 静定問題と不静定問題

コラム(2)・・・重心と図心

第3章 基本的な強度計算の方法

3-1 引張荷重と圧縮荷重(1) 基本的な強度計算式
3-2 引張荷重と圧縮荷重(2) 簡単なトラス構造
3-3 熱応力
3-4 曲げ荷重(1) はりの強度計算の進め方
3-5 曲げ荷重(2) はりの種類
3-6 曲げ荷重(3) 曲げモーメント1
3-7 曲げ荷重(4) 曲げモーメント2
3-8 曲げ荷重(5) 断面係数とはりに発生する応力
3-9 曲げ荷重(6) 断面二次モーメントとはりのたわみ
3-10 曲げ荷重(7) はりの強度計算の例題
3-11 平等強さのはり
3-12 せん断荷重
3-13 ねじり荷重
3-14 衝撃荷重
3-15 座屈(細長い物体への圧縮荷重)
3-16 応力集中

コラム(3)・・・曲げに強い断面とは

第4章 材料強度と強度設計

4-1 主な工業材料
4-2 材料の基準強度
4-3 静的強度(1) 応力-ひずみ曲線
4-4 静的強度(2) 金属材料の強度
4-5 静的強度(3) プラスチックの強度
4-6 静的強度(4) 静的強度における基準強度の考え方
4-7 動的強度(1) 疲労
4-8 動的強度(2) 衝撃
4-9 環境的影響(1) 金属材料の腐食
4-10 環境的影響(2) プラスチックの劣化
4-11 環境的影響(3) プラスチックの劣化の寿命予測
4-12 環境的影響(4) 温度の影響
4-13 環境的影響(5) クリープ
4-14 金属材料(1) 鉄鋼材料
4-15 金属材料(2) 非鉄金属材料
4-16 プラスチック

コラム(4)・・・比強度と比剛性

第5章 これならわかる!強度設計の手法と実務事例

5-1 ストレス-ストレングスモデル
5-2 製品の使われ方の明確化
5-3 製品の使用期間の考え方
5-4 材料強度のばらつき
5-5 正規分布について
5-6 材料強度の上限値と下限値の推定(1)
5-7 材料強度の上限値と下限値の推定(2)
5-8 許容応力と安全率
5-9 CAEの活用(1)
5-10 CAEの活用(2)

<強度設計事例>
【事例(1)】 スナップフィット
【事例(2)】 物干し竿
【事例(3)】 サンプル評価による材料の選定
【事例(4)】 中実軸と中空軸のねじれ強さの比較

コラム(5)・・・安全設計手法

付録 強度設計便利帳

付録(1) 断面特性
付録(2) はりの強度計算
付録(3) 衝撃荷重の強度計算
付録(4) 応力集中係数
付録(5) 主な工業材料の特性
付録(6) 片側許容限界係数
付録(7) 本書における記号の使用例
付録(8) 単位換算
付録(9) 強度設計チェックリスト

 

 

 

 

 

 

 

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