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ゴムとばねの力の釣り合い
- ゴムとばねの力の釣り合いについて知りたい
- イタバネとゴムの関係でバランス点を求めたい
- 時間経過による荷重と変位の変化を考慮したバランス点を知りたい
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変位（ひずみ）が不変で応力が徐々に緩和されるので応力緩和と呼びます。高分子鎖を持つ樹脂、ゴム（エラストマー）のような粘弾性挙動を示す材料で顕著な現象です。 物理的にはバネ＋ダッシュポットの直列模型で近似でき、”Maxwell模型”がよく適用されるかと思います。このモデルを用い力のつり合い方程式を立ててみてください。ご参考まで。
一口にゴム弾性といっても、その特性は様々です。当然、クリープ現象による 反発力の低下も考えるべきです。ゴムでは温度や時間の影響が大きいですが、 使用条件を定めればある程度予測することはできると思います。 以下ゴム弾性についての資料です。 http://www.aichi-iic.or.jp/co/mitokugomu/mame4.html http://www.aichi-iic.or.jp/co/mitokugomu/mame2.htm http://www.kyowakg.com/tech/etc/young.html
色々な内容を混同しています。 そして、鉄鋼製の板ばねは強い、ゴムは弱いの固定観念も、悪い方に作用していると思います。 ? 鉄鋼製の板ばねも、ゴムも、弾性変形内では、基本的には たわみ量又はひずみ量と力は、比例関係にあります。 鉄鋼製の板ばねも、変形を大きくしますと、元に戻りません。 多分、ゴムの変形量も、弾性変形内に抑えれば、元に戻ります。 鉄鋼製の板ばねが強いとは、比較的大きな変形を加えても元に戻るばねの作用をする、 ゴムが弱いとは、比較的小さな変形でも、弾性変形内を超えて、ばねの作用をしない、 使用方法になっているだけだと思います。 ? 鉄鋼製の板ばねも、高温クリープ現象があり、高温で使用時には弾性変形内でも、 長時間応力を加え続けると、伸びてしまったりの塑性(永久)変形を起します。 ゴムにも、クリープ現象があります。 ゴムは、高温でなくても、長時間応力を加え続ければ、伸びてしまったり縮まったりの 塑性(永久)変形を起します。 以上の内容を考慮して、条件設定をするべきです。
時間が経過すると“ヘタリ”が大きくなる現象を、“クリープ”と呼びます。 クリープは、ゴムの材質、使用温度、加わる応力によって変化するので、 単純な関係式で表すことは困難です。 ＞どのように考えれば良いものでしょうか？ 適切に答えることは、とても難しいのですが、簡単に言ってしまえば、以下 のような表現になりそうです。 ゴムのような物質に、金属製のバネで応力を与えると、時間経過にともない ゴムの変形が大きくなり、加わる応力が低下する現象があることは間違い ありません。定量的に変形や応力緩和の程度を推定すことは難しく、実験的 に確認することが適切と考えられます。 ゴム クリープ 或いは ゴム 応力緩和のようなキーワードで検索して みることをお勧めします。この森でも、過去にいくつものQ&Aがあったこと をご確認頂けると思います。
