フック部応力計算式

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引張コイルばねのフック部はいわゆる曲がりはりになっています。
この曲がりはりの応力計算は多少難しいところがありますが、いくつか資料を元に書き出しておきました。

なお、この計算に用いられる「曲がりはりの断面係数」は材料力学のはり曲げ問題に出てくる断面係数とは異なり無次元数です。
資料内ではこの曲がりはりの断面係数の導出方法についても解説しています。 (地道に積分計算を行なっていますが、もっとスマートな解法があるかもしれません)


この応力計算に限らず材料力学系の重要な式が京都大学の講義資料にまとめられています。

 

オンライン版の簡易計算フォームを付けてありますが、より詳細な計算用にJISの冷間成形ばね用材料についてこの応力計算を行なうExcelシートも添付します。
このExcelには円形断面と台形断面の応力計算をするシートを含みます。
また、フックの規格であるJIS B2803:2007には簡易的な応力計算式が掲載されていますので、この式に基づいた計算結果も出力します。

曲がりはりの応力計算式は少し複雑なのですが、線径と応力の関係を両対数でプロットするとほぼ直線になるのがわかります。(右図)

 


 

2020.9.11更新 (revG→revH)