0.2%耐力を超えなければ安全な理由

質問

C5210で薄板ばねの設計をしています。
ばねのへたりを考慮し計算すると
発生する最大応力が0.2%耐力を超えなければへたらない（疲労は除く）、という考えが一般的らしいです。
なぜ、ばね限界値ではなく0.2%耐力なのでしょうか？

回答No.2

k_riv · ベストアンサー

通常，金属を用いた機械部材の設計を行う場合，弾性範囲で設計します。機械部品の場合，変形は大敵で，変形してしまうと部品としての価値を失う場合が多いからです。
特に，除荷後の塑性変形によって元の形に戻らないというのは致命的です。

この時，材料の降伏点以前を弾性範囲と定義しますが，一部の金属を除いて，ほとんどの金属は降伏点がはっきりしかせん。しかし，どこかで線を引いて，弾性範囲と塑性域を決めなければなりません。そこで，除荷後，0.2(%)の塑性変形の残る最大荷重を降伏耐力とし，そのときの耐力までを弾性範囲と定義します。

つまり，0.2(%)耐力というのは，バネの破壊やへたりに対する耐力ではなく，弾性範囲＝除荷後元の形に戻る限界点＝使用に耐え得る最大点と定義されていると言うことだと思います。

これは，バネに関する一般的考え，と言うよりも，あくまでも金属材料の弾性範囲に関する定義であって，材料個別の異なった物理的特性を，一義的に定義する一方法に過ぎないと思います。

以上，バネとして，専門的にはもっと適切な回答があるかもしれません。参考程度にしてください。

お礼

大変わかりやすい説明ありがとうございます。

回答No.1

noname#113407

現在ではばね限界値自体が不明なためこのような処置にしてると思います。
参考資料を貼ります。

参考URL：

http://www.accurate.jp/technology/spring_20050819.pdf