今流行りの大径パイプフレームが軽量高剛性な理由

長さＬ,外径D,内径dのフレームのパイプの片端を固定し、他端に荷重Ｗを加えた場合のたわみＹは、

Y=WＬ^3/3EI　(E:材料に固有の値(ヤング率)、I=π(D^4-d^4)/64(断面2次モーメント))

となる。よって、断面2次モーメントIが大きいほどたわみが小さい(剛性が高い)といえる。

また、パイプの断面積Sは、

S=π(D^2-d^2)/4

であるから、

I=π(D^2-d^2)(D^2+d^2)/(4*16)=S*(D^2+d^2)/16=S*(2*D^2-4*S/π)/16

よって、パイプの断面積S(重量)が一定ならば外径Dが大きいほど剛性が高いといえる。

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