円形シャフトの応力集中

均一な断面を持つ円形シャフトに適用可能な弾性ねじり式を思い出してください。ここでは、シャフトの端部には、シャフトにしっかりと取り付けられた剛性プレートによって負荷がかかっていると仮定します。

ただし、トルクは、キー溝に取り付けられたキーで接続されたフランジカップリングまたはギアを介してシャフトに加えられることがよくあります。

これにより、トルク印加点付近の応力分布が、ねじり式によって予測される分布から逸脱して変化します。

直径の急激な変化は、特にジョイントの近くで応力集中が不均一に分布する可能性もあります。

これらのストレスは、フィレットを実装することで軽減できます。フィレットでのせん断応力の最大値は、応力集中係数で表すことができます。

応力集中係数は、シャフトの直径比とフィレットサイズに依存し、事前に計算して保存して実用化することができます。

この解析方法は、最大応力値が材料の弾性限界を超えない限り有効です。塑性変形が発生すると、最大応力値が低くなります。