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TOOL IDB-MEC-015
圧縮ばね

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圧縮ばね

実際のばねは2つの位置の間で動作します:取付(予荷重)と作動(最大)。両方を設定すると、各点での荷重と応力、密着までに残るすきま、そして — 寿命を左右する部分 — 2つの荷重間で繰り返す際の疲労安全率を算出します。線材強度は実際の線径から取られるため、細い線材は正しくより強く評価されます。

圧縮ばね — 作動ストローク k = —
preload F₂ δ L
エンジニアリングノート

2つの動作点

  • ばね定数 k = G·d⁴ / (8·D³·na);荷重 F = k·δ を予荷重時(δ₁)と作動時(δ₂)で算出。
  • せん断応力 τ = KW · 8·F·D / (π·d³)KW = (4C−1)/(4C−4) + 0.615/C
  • 引張強さはサイズに依存します:Sut = A / dm(A、m は材料ごと)。静的せん断降伏 ≈ 0.45·Sut

疲労(Goodman + Zimmerli)

  • 変動/平均せん断 τa = (τ₂−τ₁)/2τm = (τ₂+τ₁)/2
  • 疲労限度は Zimmerli より(サイズ非依存):ショットピーニングなし Ssa=241、Ssm=379 MPa;ショットピーニングあり 398 / 534 MPa。Goodman:Sse = Ssa/(1−Ssm/Ssu)Ssu=0.67·Sut
  • 疲労係数 nf = 1 / (τa/Sse + τm/Ssu)。nf ≥ 1 は無限寿命(>10⁶ サイクル)を意味します;ショットピーニングは変動疲労限度をおよそ2倍にします。
  • ばね指数 C は 4〜12 に収め、作動点を密着から十分に離し、座屈を避けるため L₀/D < 4 を保ってください。

計算結果

ライブ