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圧縮ばねの寿命予測とは？
- 圧縮ばねの寿命予測について質問があります。下限応力係数と上限応力係数からJIS B 2704の疲れ強さ線図を使って大雑把な寿命を知ることは可能ですが、もう少し細かく知りたい場合はどのようにしたら良いでしょうか？
- 圧縮ばねの寿命を算出する計算式などがあれば教えてください。体格の要求から作動頻度に応じて寿命を考慮する必要があります。
- 下限応力係数と上限応力係数だけでなく、さらに詳細な寿命予測が必要な場合にはどのような方法がありますか？
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岩ことiwanaiと虎ことタイガースの“他人を揶揄する”癖にも、気を付けて下さいませ。 それと、“行き”等の 同穴貉もね。
yahagi さんへ http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=230733&event=QE0004 書きましたが、掘り起しは問題にすべきことでないが、それをやると(3)の徘徊者の症状を悪化させ当処が更に混乱する点、どうお感じですか? 本件だって(3)で質問に直接関わるのは冒頭１行のみ。残るは自己厨の勝手きままな書込み。それは yahagi さんの論点をぼかす作用をしている。 これ徘徊者の過去一貫したパターンなんです。 他者回答が理解不能でも乗っかって自己厨の論をやって惑わす(点数稼ぎ)。 黒猫さんが暴いた例 http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=300056&event=QE0004 http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=298048&event=QE0004 最近の典型例 http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=298886&event=QE0004 【 本論 】 ＞もう少し細かく、例えば300万回とか21万5千回といったところまで知りたい 延数ヶ月テストを続けた私は、折れる折れないは上下２倍を超えるバラツキがあって普通と考え、21万5千回のタイマーを仕掛けるが如くなセンスに疑問を呈したい。 yahagi さんの手法については妥当性あり、設計者全般的に目安を欲することは判るが、如何せん元データが古すぎ。 『30 年以上前に・・・』とは徘徊者の常套句だが、JIS B2704 もまさにそれ。 ４年前にこれを見直すプロジェクトが詳細データを提出してるが JIS は未だ改訂されず。 詳細は見ての通りで随分違ってます。また生データから上記タイマーには到底ならないことも明白。 私のテストもその21万5千回が桁では同じ。試験サイクルは１秒と遠慮したが、速度影響が既知のスイッチなどの耐久試験では1日で結果が出る回数。 思案するよりテストのほうが早く結論得れて正確。 まったく回答要素ゼロの(5)にも早々と 平均の満足度：1票 !! 誰だろ ? (嗤) なのに yahagiさんにはゼロ。(何故か私(4)にも付いてるが・・・) yahagi さん 此処はそういうクレージーな場なのです。応答反応なさらねばとばっちりで徘徊者のなりすましではないかとマスマス疑われます。
一般的な寿命計算は、他の回答者記載の如く、“疲労”での計算が母体です。 ですが、あるメーカーでは、極力圧縮ばねを使用し、引張ばねは使用不可を基準にしている 処もあります。 理由は、引張ばねのフック部付け根が、良く破損し、寿命計算より早く破損するからです。 引張ばねのフック部付け根は、折り曲げ加工をして、 ? 他よりストレスが加わっている ? 他より応力集中する形状になっている ? 折り曲げ加工時に、断面が丸でなく、楕円等になり変形し、且つ断面積も減少したりする 等々で、“疲労”に加えて、考慮する寿命のファクターがあります。 ですから、設計時に図面にその軽減策を詳細に明示し、加工時にも気を付けて加工をして、 充分に検査をしないと、“疲労”計算値に近付かない、厄介な引張ばねだからです。 さて、それでは、圧縮ばねで、“疲労”以外に寿命を左右するファクターはないのでしょうか？ ありますね、“疲労”程ではありませんが、焼き入れ等でのコイル表面の凹凸(表面仕上げ) が応力集中の原因となり、あります。 以上から、 “疲労”以外に寿命を左右するファクターがあるので、 ★ 東海バネ さん等の寿命計算を利用し、 “疲労”以外に寿命を左右するファクターを係数化し、計算時に加える が、妥当な線ではないでしょうか？(妥当；ISOの妥当性の確認からの引用) 以上、
質問者が締め切っていませんので、閲覧の方のご参考になればと存じます。 JIS B2704 応力係数参考図 より 計算式を作成します。 点（2/3,2/3）と点（τmin/σB、τmax/σB）を結ぶ直線の切片値ｂｃを求める。 （２点を結ぶ直線 y=ax+b の切片ｂを求める） 既知（JIS B2704の寿命線図） の寿命回数と切片の関係式を 両対数グラフ上で求める。 精度を高めるため、2つの多項式で近似式を作成する。 両対数グラフ上で Lｂ=Log（ｂｃ）値に対するLog（n）＝ζ値を求める。 寿命回数 n=10＾ζ で求められる。 2つの近似式の例 ζｃ＝-0.45606 ；；Log（ｂｃ）値の境界値 ζ1、ζ2 の選定用 ζ1= -279.74*Lb^3 - 307.51*Lb^2 - 120.08*Lb - 16.335 ζ2= -70.366*Lb^2 - 98.75*Lb - 29.396 以上ご参考まで。 2015/03/17 JIS B2704による寿命計算 EXCELの入力；ご参考まで 。各セルに＝以下を貼付ます。 入力セルは、C6, E6 // 閲覧者の問い合わせ＆御批判等の書き込みは無用です。御不満の方は消去ください。責任は持ちません。改良は、ご自由です。近似式の有効桁数を大きくすると精度UPの可能性は有ります。近似式の作成やグラフの読み取りソフトを使用しています。（フリー） 多項式の次数を上げすぎることは、薦めません。グラフの読み取り、式化の手法を学んでください。小生は有限寿命の設計はしていません。破損したらばね価格では済まない本機に使用されているからです。無論10＾7 回を目指します。日本の材料は優秀です。ドイツでは素材を輸入し熱処理し使用しています。圧縮ばねは、エンジンのオイルテンパー線があります。 http://www.kobelco.co.jp/ecobiz/list/1182779_13068.html その他URL http://www.suzuki-garphyttan.com/net.nsf/0/E35F7E3F01596108C1257C3C004973B3/$file/OT101SC_En.pdf http://www.k-neturen.co.jp/Portals/0/ITW%E3%82%AB%E3%82%BF%E3%83%AD%E3%82%B0140521.pdf ＝＝＝＝＝＝ 計算式；； C5；＝2/3 C6；入力セル；； （ξτx ＝τmax/σB＝） 0.3 C7；＝E6-(2/3-E6)/(2/3-C6)*C6 C8；＝IF(C7<0.3,0.3,C7) C9；＝LOG(C8) C12；寿命回数 表示型式；指数 ⇒ C13； 表示型式；数値 ⇒ E5；＝2/3 E6；入力セル；； （ξτｙ＝τmin/σB＝） 0.5 E7；＝C9 E8；＝-0.45606 E9；＝ -279.74*C9^3 - 307.51*C9^2 - 120.08*C9 - 16.335 E10；＝ -70.366*C9^2 - 98.75*C9 - 29.396 E11；＝IF(C9<E8,E10,E9) E12;＝10^E11*10^4 E13；＝10^E11*10^4 記号；； B5；p0ｘ＝ B6;ξτx,y ＝ B7；ｂ＝ D5；p0ｙ＝ D6；ξτy＝ D7；Lb=LOG(b)＝ D8；ζｃ＝ D9；ζ1＝ D10；ζ2＝ D11；ζ＝IF(Lb<ζｃ,ζ2,ζ1)＝ （6.13E+04；ξτx＝0.3、ξτy＝0.5） D12；Ln＝10^ζ*10^4＝ （61333）
疲労の計算です。 計算としては細かく求められますが、実際の疲労値は誤差が大きいので安全側に考慮する必要が考えられます。
お礼
ありがとうございます。 圧縮ばねについて、下限応力係数と上限応力係数から寿命を算出する計算式はないのでしょうか？ 市販のソフト等ではそのような機能がついたものがあると聞いたことがあります。ただ、結構高価なので…、計算式が分かれば自分で計算したいと思っています。