| 研究概要 |
本研究の目標は,高機能ばねの一種である定トルクばねやコイルドウェーブばねなどが示す特異な変形特性を定性的,定量的に明らかにするために新規に非線形理論を適用して理論的に解明することであり,加えて,極薄板化,極細線化されたばね材料の材料特性の解析について世界基準となる測定手法の確立も目指したものである。以上のような世界的にも重要な課題の追求によって,高機能ばねに代表される柔軟機械要素の変形の制御,さらに柔軟機械要素を組み込んだ機械システム自体の精度向上に資せんとするものである。以上の点に鑑み,昨年度(平成15年)は次の5項目,すなわち,1.ばね要素に関する解析モデルの構築および解析モデル対する理論的解析,2.非線形変形解析理論の数式計算処理,3,大変形を実現するための実験装置の試作,4.薄板・細線用として考案した材料特性試験法の有効性検討,5.ばねの変形及びばね材料特性に関する調査研究並びに研究成果報告,について研究を進めた。そこで本年度(平成16年)は次に示す3項目について研究を遂行した。
6.試作変形実験装置(1号機)による予備実験(:試作実験装置を用い,薄板試料で作成された定トルクばね,コイルドウェーブばねなどの高機能ばねについて予備実験を行い,さらに,提案した大変形軸圧縮試験を実施して実験装置の不具合,改良点の検討を行うこと。)
7.改良変形実験装置(2号機)による実験および解析理論との比較,材料特性測定法の評価(:改良した変位メジャーが付属の試作実験装置2号機を用い,薄板試料で作成された高機能ばねについて測定実験を行うとともに,実験結果と解析理論とを比較し,解析理論の有効性や適用性について検証する。さらに,提案した2つ目の材料特性試験法である大変形円リング法についても有効性を検討する。これによって,定トルクばね,コイルドウェーブばねなどの高機能ばねにおける変形特性の評価法並びに薄板・細線ばね材料の材料特性評価法を確立すること。)
8.ばねの変形及びばね材料特性に関する調査研究並びに研究成果報告(:本研究に関連して調査研究を行うとともに,研究で得られた理論的,実験的解析結果について,日本機械学会などの加入学会を中心に国内外で研究成果の報告を行うこと。)
こうした課題の実施によって,従来は困難であった極薄板化,極細線化されたばね材料の機械的材料特性(縦弾性係数)の測定に関する解析理論が構築でき,さらに基準とし得る測定法の有効性が確認できた。
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