今日は「スプリングのばね定数計算に出てくるSWPA、SWPBの横弾性係数」についてのメモです。
圧縮スプリングの計算において、ばね定数を算出する際に「横弾性係数」というキーワードが出てきます。今日は
- 横弾性係数とは何か
- SWPAとSWPBの横弾性係数
- 横弾性係数の算出方法
についてまとめてみました。
横弾性係数とは
横弾性係数とは、せん断力による変形のしにくさ、つまりせん断に対する抵抗値となります。よって、この横弾性係数値が大きい材料ほどひずみにくいと言えます。
横弾性係数の定義
- せん断応力とせん断ひずみの比
横弾性係数の記号
横弾性係数の記号は「Ｇ」です。（補足：縦弾性係数＝Ｅ、体積弾性係数＝Ｋ、ポアソン比＝Ｖ）
横弾性係数の別の呼び方
- 横弾性率
- 剛性率
- せん断弾性係数
- せん断弾性率
- ずれ弾性係数
- ずれ弾性率
横弾性係数の求め方
横弾性係数は以下の計算式で求めることができます。
横弾性係数の公式
G=E/2(1+V)・・・・・横弾性係数＝縦弾性係数/2(1+ポアソン比)
SWPAとSWPBの横弾性係数
一般的に ピアノ線（SWPA及びSWPB）で言われている横弾性係数は 78500N/mm^2 とされています。このピアノ線の横弾性係数は 78400 や 78500N/mm^2 と、ばねメーカー・材質によって数値が違いますのでご注意ください。ミスミでは78000N/mm^2となっています。
引用：東海バネ工業株式会社様からの回答
SWP-A、SWP-Bの材料特性は下記の通りです。
- 弾性率（縦弾性係数）：206000 N/mm^2
- ポアソン比：0.3
- 剛性率（横弾性係数）：78500 N/mm^2
- 密度：7.85 g/cm^3
- 抗張力：線径により値が変化します。（JIS G 3522参照）
以上です。
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