同じ直径の　パイプ　丸棒　どちらが強い？

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bri********さん

編集あり2014/5/807:13:18

＞なぜ、中実か中空で強度に無関係なのでしょうか？

そんなことはありません。
曲げる力に対しては、ムクの丸棒と同じ外径のパイプを比較した場合、パイプの方が軽くなる割には強度が落ちないということです。
（ねじりに対しても同じことが言えます）

＞たぶん断面二次モーメントだったと思います。

その通りです。
双方の断面二次モーメント（Ｉ）で曲げに対する強さを比較できます。
丸棒のＩ＝Ｄ^4xπ/64
パイプのＩ＝（Ｄ^4-d^4)xπ/64
（但しＤ＝外径、ｄ＝パイプの内径）

実数を入れた一例で比較してみると；

?丸棒、Ｄ＝50mm
I＝50^4xπ/64＝306800mm^4
断面積Ａ＝50^2π/4＝1963mm^2

?パイプ、外径＝50mm、内径＝40mm（肉厚＝5mm)
I＝｛（50^4）ー（40^4)｝xπ/64＝181100mm^4
中実部断面積Ａ＝（50^2xπ/4）ー（40^2xπ/4）＝707mm^2

Iの比率（?/?）＝181100/306800＝0.59/1
断面積Ａの比率＝重量の比率（?/?）＝707/1963＝0.36/1

即ち、外径50mmの丸棒を同外径で肉厚5mmのパイプに変えた場合、
曲げに対する抵抗力は59％確保しながら、重量は36％に減少することになります。
このようにパイプにすることで軽い割に曲げに強い構造に出来ますが、あまり肉を薄くすると今度は座屈の問題などが出てくるので自ずと限界があります。

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