나사의 역학

참고 : 비틀림 모멘트가 없는 조임.
스패너 또는 토크렌치를 이용한 조임은 볼트에 비틀림 모멘트가 작용함으로 볼트를 탄성한계 값으로 채결하는 것은 불가능하나, 아래와 같이 특수한 기구를 이용하면 볼트에 비틀림 응력이 없이 허용응력의 한계 값까지의 채결이 가능하다.
볼트의 끝을 당긴다. ⇒ 너트를 자리면까지 접촉 시킨다. ⇒ 볼트의 끝을 놓는다.

볼트의 인장         체결부품 및 와셔의 압축

위의 식에서 나사를 풀 때 필요한 토크를 보면 ρ < λ 일 때, 토크는 음의 상태로 되며 자연스레 나사가 풀리게 된다.

ρ = λ 일 때는 토크는 0 이 되고 나사는 자연 상태에서 받혀지고 그 위치에서 정지한다.
이것을 자연체결이라고 한다.

ρ > λ 일 때, 토크는 양의 값이 되고 나사를 푸는 데 힘이 든다.
그러므로 나사가 자립상태를 유지하려면 ρ ≥ λ 가 되어야 한다.

P= Q · tan ( λ + ρ∆) = Q · (p + µ∆ · π · d2) / ( π · d2 - µ∆ · p)

T = P · (d2 / 2.0) = Q · (d2 / 2.0) · tan (λ + ρ∆)