ロックスプリング 疲労破壊についての考察２

今日はズバッといきます（笑）


黄色い丸がR130Xモデルの平均応力と応力振幅のプロット点です。ＯＫラインに入ります。
スプリングの設計としては

Ｌ＝46mm
Ｐ＝25N
Ｗ＝3mm
Ｈ＝1.5mm
となっていて、合計たわみσ＝4.8mmとなっています。

※http://rakutin.himegimi.jp/tawami-katamoti-01top.html←このサイトにて片持ち梁、断面は長方形で計算を行っています。

この条件で
応力振幅σa=38.5MPa
平均応力σm=411MPa
となります。詳しい計算は↓の記事を参照、
ロックスプリング　疲労破壊についての考察

LPWHの条件は以前のモデルとそれほど変わらないのにこれほどプロット点の位置が原点によって来る理由は…

断面二次モーメントです。
長方形断面の断面二次モーメントの計算式は

I=(bh^3)/12

となっています。詳しくは↓等のＷＥＢまたはテキストを参照（笑）http://www.geocities.jp/iamvocu/Technology/kousiki/kousikidanmen.htm

h、つまり高さ方向の寸法が断面二次モーメントの向上にはもっともインパクトがあると分かります。前のフォールダー（かっこいい名称募集中です。）とR130Xモデルを比較するとIは8倍ほどになってます。エッチ二倍でアイ８倍（謎）深い意味はありません（笑）


ここで、曲げ応力の計算式を確認すると、


σ=My/I　


こんな式です。
Iが分母に来ます。大きくなればなるほど発生応力が小さくなることがわかります。



以上のことからわかるのは、スプリングの厚みはできるだけ厚くすることが好ましい、ということです。厚みが増えるとたわみ量が減る（たわみにくくなる）ため、梁の腕の長さ（スプリングの長さ）を伸ばすことでストロークを確保することが求められます。
もう一つの対処法は

　　　　↑よく見るとかなりテキトーなパターンだと分かります（笑）

ロックプロジェクションの頭の高さを下げる事です。そうすればロックバーのストロークが少なくてもロック、オープンが可能です。ただこれは、簡単にオープンしてしまうということでもあり、ある程度のテンションの確保が重要です。
今回の考察は応用すればスリップジョイントの製作にも使えるかな？と思ってます。ぜひＫ職人さんに各部寸法測定とクローズ＆オープントルクの測定結果の報告をお願いしたいところです（笑）

以上が、疲労破壊についての考察になります。つっこみどころ等あればコメントよろしくお願いしますm( _ _ )m




疲労破壊にはもう一つの解析手法、Ｓ－Ｎ曲線というものがあるようですが…。それはまた。



ものずきさん、雄さん、シンヤさん、Ｋ職人さんたちのブログを読んでいると製作意欲旺盛なようで、とても刺激になります（＾＾）＆負けないように頑張らないといけないような気もしてます。がんばります（笑）

今日はこれにて！