号数 ばね論文集32号(1987年)
ページ数 pp.19-23
種類 論文
論文名 多分荷重計によるコイルばねの座屈荷重の決定
Title Load Cell Method for Buckling Analysis of Coil Springs
著者 神足 勝英・勝野 博・内山 太郎・久島 士郎・久納 孝彦・水野 正夫
Author Katsuhide KOHTARI・Hiroshi KATSUNO・Taro UTIYAMA・Shiroh HISAJIMA・Takahiko KUNOH・Masao MIZUNO
抄録 圧縮コイルばねの座屈荷重は、コイルばねを力学的に等価な弾性柱に置き換えることによって比較的容易に計算される。一方、完全なコイルの中心線は、柱の分岐座屈と同様に座屈荷重までは真直で、座屈荷重に達すると突然横方向にたわむと考えられているが、実際の圧縮コイルばねは、コイル中心線の初期たわみ、座巻部による荷重の偏心等により、軸圧縮力の増加とともに横たわみが増す、不完全柱としての挙動を示す。
本論文では、多分力荷重計によりコイルばねの圧縮荷重と固定モーメントを測定し、これらの関係より、完全なコイルばねの座屈荷重を推定する方法を示した。また、縦横比6〜9の圧縮コイルばねについて座屈実験を行ない、本法により求めた座屈荷重がHaringxによる理論座屈荷重とよく一致することを示した。
Abstract Buckling load of helical compression springs can be calculated by treating them as elastic columns of equivalent compressive, flexural and shearing rigidities which vary with compression of them. If the compressive load is kept under the critical one, the axis of ideal coils remains straight, and it suddenly deflects to the lateral direction when the load reaches the critical value. But compression springs usually have initial imperfections, such as initial deflection of the coil axis and end turns which cause eccentricity of loading. Therefore, the axis deflects laterally with increasing the axial compressive load under the critical one, which is a characteristic of the imperfect columns.
This paper shows a modified Southwell`s method to estimate the buckling load of the perfect springs from the experimental relations between the compressive load and the fixed end moment which are detected by the multicomponents load cell. The compression tests were carried out on the coil springs of the slenderness ratio between 6 to 9.
The experimental results show good agreement with the buckling load calculated by the Haringx's theory.
著者の所属 慶應義塾大学理工学部
Belonging Faculty of Science and Technology, KEIO University
Key Words