技術士(総合技術監理・機械部門)のブログ

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ジェットコースタの事故

2007-05-06 13:04:17 | 技術
エキスポランド社など家宅捜索 コースター脱線事故(朝日新聞) - goo ニュース
ソネットの動画ニュースから抜粋した,同型コースタ車輪部である
折れた車軸は,上部の車輪で,そこからサイドローラと下部車輪へのブラケットが出ている
私が設計すると,たぶん上部の車輪軸からサイドローラと下部車輪のブラケットはとらない
なぜなら,力の伝達という面で複雑になり,手計算での設計が難しくなるからである.
この構造であると,折れた部分と思われる当該の車軸先端部には以下の力が加わる
1 下部車輪が支える時の自重+慣性力=専断力 とそれの偏芯によるモーメント荷重
2 下部車輪の側方力=軸力 とそれによるモーメント荷重
3 サイドローラにかかる側方力による軸力とモーメント荷重

さて,朝日新聞には 軸の材質は φ50 でSNC であるとの記事であった,SNCというのはニッケルクロム鋼材であり
その引っぱり強度により何種類かあるが,どれであるかは不明である
SNC415であると仮定してみる.すると,その引っぱり強度は 784N/mm2である
応力としての値が表されているのだが,例えば50mmの円形断面であるので
その面積は 50x50xぱい/4=1963.5mm2であるから
単純に引っ張ってみたとき,784x1963.5=1539380N 重力単位系で言うと157トン で引っ張って切れるという強度をもつ.
ところがである.この軸には単純に引っ張る力がかかるわけでない
少なくとも上記のモーメント荷重=曲げる力がかかる

一方,応力の設計上は許容応力として,引っぱり強度あるいは降伏点に対して安全率を設定する
ここで降伏点とは,材料が弾性変形 つまり力をかけても元の形に戻るときの限界である.材料は降伏点を超えても切れないことが多く(一般の機械構造物用のもの)引っぱり強さで破断する.降伏点(応力)<引っぱり強度 である.
であるから,設計上は 784という数字ではなく,200から300N/mm2が設計応力である.
また,疲労強度というのは,さらに下がる.繰り返し力を受ける材料は,設計で使う応力よりもさらに下がる場合が多い.また,金属材料の表面の状態により変化する.例えば,つるつるの表面よりきざぎざの表面というのは疲労強度が下がる.

さて,曲げを受ける材料の場合,その応力の最大は材料表面である.その材料表面での応力が疲労応力以下である必要がある.
SNC材の基本疲労強度は手元に資料がないので不明であるが
せいぜい 200程度であると思われる
そして,そこがねじであるとすると
150程度に下がる

150N/mm2が許容する疲労強度としてみよう.

コースタの軸の当該部分の許容できる荷重はどうなるであろうか

軸には 専断力と曲げモーメントがかかり,その合計が応力となる

専断力としては,逆さになったときの自重+慣性力と仮定してみる
(4名+車両自重)*1.3G(0.3Gくらいの加速度とする)=(4x85+300)*1.3=832kg
一輪あたり832/8*9.8=1019.2N
材料の面積=ねじとして ねじ最小断面と考え 1470(M48の場合)mm2
断面係数=45x45x45xぱい/32=8946mm3
ここで断面係数とは,曲げモーメントを断面係数で割ると,表面の応力が算出できる数値であります

専断=1019.2/1470=0.69N/mm2
専断力としては小さい応力となった
そして許容できる曲げモーメントは = 150x8946=1341900Nmm
= 137kg m
となる.すなわち,137kgの重さを1mのところにぶら下げた力である
サイロローラの側方力とその腕の長さが不明であるが
腕の長さを 300mmとして
サイドローラ1こあたりの許容できる側方力は = 137/0.3=456kgとなる
サイドローラのレール=パイプ材のあたりを見ると
写真でも減っていることがみられる.場所により当たり具合も変わるだろう
そうすると 許容できる 456kgというのは低い
つまり,1つのサイドローラで一車両すべての側方力を受ける可能性があるのではないだろうか
先に見積もった4名+300kg という自重にすらとどかない

また,このコースターは立ち乗りである.すると 重心位置が高い.その分,モーメント荷重も大きくなる.
全て仮定に基づく計算であるが
疲労設計上,危険である可能性もある.

事故の再発防止に向けて,設計検証も含め関係省庁は全力を上げていただきたい

遊戯施設での事故

2007-05-05 21:27:25 | 技術
ちょっと大変な事故になってしまった
私も,昇降機検査資格者を取得していて,この取得の目的は,エレベータの点検ではなく,遊戯施設の点検(当初は遊戯施設の設計製作)のためであった.ご存知のかたは少ないかもしれないが,エレベータと遊戯施設=ジェットコースターなど の検査資格は同じである.管轄官庁は旧建設省 今の国土交通省となる.
ジェットコースタの車軸が折れたということらしいが,その原因は特定されていない現状でコメントはできないのだが,もしそれが事実とすると,設計に原因があるかもしれない.もちろん,設計が悪い場合でも,点検で未然に防げることがあることは確かである.ただし,疲労による破壊であるとすると,小さい傷程度であったものが急激に進展して破損する可能性もある.その場合,点検では防げないこともあり得る.
設計が悪い場合,それはどうなるのであろうか.ジェットコースターのような一品生産の場合,遊戯施設を設置する際には「評定」という審査を受ける.この審査が適切であったかどうかが問われる.
最近問題となっているエレベータに続き,遊戯施設ということは,その評価や検査制度の質が問われているような気がする.そしてそれを監督する官庁の 質 の問題でもあるような気がする.
技術者の 質
これは非常に難しい問題である

ワープロ専用機の復活はあるか?

2007-05-04 23:20:47 | 技術
実家に帰り,父が「ワープロ専用機って売っているのか?」
という質問があった.
手紙などの文章を打ちたいが,パソコンは使えないし,習うのもおっくうだ
また,マウスによる操作などにも慣れなければならない
それよりも,文章をしたためるだけの専用機であれば
余計な操作をしなくても済む
パソコンとプリンターの相性や接続なんてのもいらない

中古市場でも,専用機は結構引き合いが多いらしい

シニア対象にワープロ専用機の復活はあるのだろうか?
我々,こんなブログをやっている人々には到底ワープロ専用機には戻れないかもしれないが,思い起こせば,ワープロ専用機での文章を打っていたころの方がストレスが無かったような気がする.どうもパソコンでは情報が多く,ストレスがたまるような気がするのは 気のせいであろうか?

私の父に,M社のワードや,一太郎を勧める気にはなれなかった.私でさえ,使いにくいと感じるからである.文章であれば,エディターで打ってしまい,整形をワープロでやるのが一番早いような気がする.また,整形の自動機能がワードの場合本当に邪魔だ.また,画面で見たプレビューと印刷されたものが違いすぎるのもだめだ.これはエクセルがひどい.
私は家ではマックを使っているので,それほどアタマにこないが,マックでさえも勧める気にはならなかった.

困った問題である.

ガソリンの値段

2007-05-02 19:22:29 | 雑感
ガソリンの値段がまた上がったそうな.年間3000km程度しか走行しない私にとっては,あまり大きな被害はないようだが,やはりドライブをする場合などに影響するかもしれない.3.2Lのエンジンから1.6Lのエンジンの車に買い替えてから,10km/Lくらいは走るのでガソリン代は助かっている.ただし,ハイオク仕様のエンジンのため,ガソリン代もリットルあたり10円も高い.
ガソリンが高くなれば,環境にやさしい走りを心がけるようになるので,良い事もあるとして考えようと思う.
私は,昔から「出光カードまいどプラス」を使っている.理由としては,出光のガソリンスタンドが結構,全国どこでもあることと,エンジンがきれいになる添加剤が入っている事が気に入り利用している.もちろん「年会費永久無料」というメリットは大きいし,カードで入れるのは現金を持ち歩かなくてもよいので大変便利.「ガソリンカード」という特定のカードであるが,クレジットカードとしての機能もある.リンクを張ったので興味があれば
出光カードまいとプラス←へどうぞ.
明日にでも,葉山へドライブにでも行こうかな.葉山のお勧めは,やはりあぶずり港.駐車場もあり,そこにとめて堤防に上がれば,江ノ島,富士山を背景に,数々のヨットが水面を走る.お腹がすいたら,あぶずりの駐車場の入り口あたりにある「あぶずり食堂」がお勧め.これは,学生の時からご厄介になっていて,朝定にひものあるいはラーメンもおいしいし,オムライスはボリュームたっぷり.そして,煮付けは日によって違うが,やはり漁港がある港ならではで新鮮.
もうひとつ早起きが得意な人は,あぶずり港の朝市.これは地元の商店街の商品や,葉山のやさい,もちろん新鮮とれたての魚介類.地元の商店街というのは,はやまコロッケや,ボンジュールのパンなど...有名な品々が仕入れられるのであります.
日曜の朝のみですが,朝早く起きてドライブというのもこれからの季節,壮快です.