質問: "ボルトと軸力" ボルトの伸びると仮定すると、納得できそうです。 ボルトの頭が着座している状態でさらに、締め付けるとボルト頭は固定されているので軸が伸びます。軸が伸びると、軸は縮まる方向に弾性力が働きます。その力で、挟んでいた部材も軸もある程度縮みます。それでもまだ張力が残っており、それ軸力という。 ということと理解しました。 ただやはり、まだ”伸びる”イメージができないのです。 ボルトの頭が部材の座面についている状態から、さらに締めることができるのは、 ボルトが伸びるのではなく部材が陥没しているというか、ボルトの頭が部材にめり込んでいるだけではないのでしょうか。 だとすれば張力はありませんが.... ボルトがどうやって引っ張られているのか、”伸びる”イメージができないのです。
回答: ボルトを、固い鉄の塊=変形しない と考えているから理解できないのではないでしょうか。 ボルトを、鉄でなく、ゴムひもの両端に丸い板をとりつけたものを想像してください。ゴムひもの一端は丸い板に穴をあけて貫通してあって、外からゴムひもを引っ張って張力を与えられるものとします。 ナットを回すのは、ゴムひもを引っ張るのと同じことです。ナットが回転するとボルトの軸が外に送り出されますから。 ボルト絞めるとき、力を与えているのは、この、ボルトの回転=ゴムひもの伸び だけです。 ボルト(ゴムひもの両端の板)が部材に陥没したとしても、それは、ゴムひもが伸びて力を与えているからです。 陥没によって発生した力(板を押し返す力)と、ゴムひもの張力とが釣り合ったところで、陥没は止まっています。