衝撃吸収バネ

質問

大学のプロジェクトで、杖の衝撃吸収について勉強しております。

一般に接触時間を長くすることにより、衝撃は吸収されると思うのですが、短時間で衝撃を吸収し、すぐに元の状態に戻る素材（バネ等）というのはあるのでしょうか。

よろしければ、ご教授願います。

回答No.5

noname#230359

＜一般に接触時間を長くすることにより、衝撃は吸収される＞

一般ではなくて、古典力学の教えるところです。
　 ∫m(dr/dt)dt＝∫Fdt

従って、短時間で衝撃を吸収することは理論上あり得ません。

ΔＦΔｔ＝const＝所与の条件
ですから、F(t)の時間ｔに関する関数形を変更し、目的を達成することはあり得ます。

現在のところ単一の素材でそのような目的を達成するものは、世界中で見つかっておりません。　もしあれば、トヨタが大枚を支払って買いに来ます。

お礼

ありがとうございます。

やはり単一の素材だと厳しいのですね。
効率の良い、複合装置を探して最適化したいと思います。

回答No.4

noname#230359

防振ゴムの例を下記しておきます。

参考URL：

http://www.kuraka.co.jp/sanki/05tech/02gom_tec.html

お礼

ありがとうございます。

とても参考になりました。
防振設計はとても重要な要素の一つだと思います。
これは衝撃吸収においても同時に実現できるものなのでしょうか。

回答No.3

noname#230359

空気

お礼

ありがとうございます。

確かに空気は圧縮性があり、衝撃吸収を担ってくれるかと思います。
ダンパー全般に言えることですが、やはり機密性、大きさ、軽量化などが図られればとても良いかと思います。

回答No.2

noname#230359

「杖の衝撃吸収」とは具体的にどのような状況でしょうか杖とはどういった人がどう状況で使うものでしょうか？

まさに車のサスペンションですね。
長い歴史と十分な工学的考察のされた世界であり文献も豊富ですので参考にされるといいかも、ストロークがなくてもよければ衝撃吸収樹脂もあります。「ハネナイト」とか、ＤＩＹショップでも売ってます。スーパーボールの逆ですね。二階から卵落としても割れないとか。

最近の車は車体がわざと壊れ易く作ってあります。
壊れるー変形することで運動エネルギーを熱エネルギーに変換して放散してるのです。
運動エネルギーを一瞬で０にすることは物理学的不可能です。

似たものですが『αGEL (アルファゲル）』もハンズやＤＩＹショップに。

お礼

いろいろと教えていただきありがとうございます。

サスペンションについて、図書館で文献等をもう少し調べてみようかと思います。

補足

反復の早い運動に使うために、接地時の衝撃吸収と同時に杖から腕への早いレスポンスを実現することで、ユーザーの負担減と使いやすさの向上を図りたいです。

回答No.1

noname#230359

最近、免震でも使うけどオイルダンパーが普通じゃないかと。
片栗粉に水を入れたもの＋バネでも面白いかと。

＞すぐに元の状態に戻る素材
個体であるんですかね。

お礼

ありがとうございます。
やはり、バネ、ダンパーが妥当ですよね。

ただ、ダンパーだとdx/dtの一次遅れ?でレスポンスが早くないような気が気がしてしまいました。