板バネの寿命について

質問

板バネの推定寿命がしりたいのですが、教えていただけないでしょうか。

90度に曲がった板で、短い方が11mm、長い方が20mmあります。
11mmの面を固定面として、20ｍｍ先端に力を加え約3mm程、
常にたわんでいる状態です。

幅は14ｍｍ、厚さは0.5mm　材質はSUS304-CSP-Hになります。
導き方なども、教えていただけないでしょうか？
よろしくお願いいたします。

回答No.2

tetsumyi · ベストアンサー

板を90度に曲げた時点でスプリングとしての性能を劣化させていると同時に計算を不可能にしています。
90度に角をつけて曲げることによって金属内部にひずみが生じて材料としての強度が出なくなっていますし角の部分に集中して応力が生じるために、この形ではスプリングとして使うことは出来ないと考えてください。

板を曲げないで固定するように設計変更するか、曲げる時にR5以上の曲げとなるようにするなら厚さ0.5mmで長さ20mmの先端で3mm程度のたわみでは理論的に寿命は無限大と考えて良いでしょう。

お礼

90度で使用するという点から、間違っていたみたいですね。
Ｒをつけ、再度検討してみます。
ありがとうございました。

補足

追記ですが90度に曲げないと考え、この板バネに20ｍｍ先端に同じように力をかけた場合
応力疲れ強さ線図から、推定寿命をしりたいのですが
いまいち見方がわかりません。
たわみ幅としましては、0～3と考えればよいと思うのですが・・・。
ご教授願います。

回答No.1

Willyt

寿命は疲労で決まります。その疲労は常に撓んでいる応力は問題ありません。そのままで放置すれば永久に保ちます。問題は板バネにその撓んだ状態からどのくらいの応力が繰り返してかかるかということです。その応力を計算して見て下さい。その幅がプラスマイナスで降伏応力の半分くらいなら１００万回以上保ちます。これは設計上問題ない回数とされています。

お礼

ご回答ありがとうございます。
大変参考になりました。
もしこの板バネが0～6mmほどたわむとしましたら
どのくらいの寿命になるでしょうか？