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

2020年5月22日 2022年4月11日

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。

この記事の目次

1 横弾性係数とは

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。