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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:バネのエネルギーによる衝撃荷重)

バネのエネルギーによる衝撃荷重とは

2023/10/18 00:30

このQ&Aのポイント
  • バネのエネルギーによる衝撃荷重とは、ある条件下でバネが縮んだ際に生じる衝撃的な力のことです。
  • 具体的には、直径0.5mmの孔が開いているものに直径2.4mmの球が嵌って栓をしており、バネの力がかかり孔を塞いでいる状態です。
  • 下から250MPaの圧力がかかり、球が一度2mmほど持ち上がってからバネの反力と自重によって落ちてきます。この落下時に生じる衝撃荷重を求めることが目的です。
※ 以下は、質問の原文です

バネのエネルギーによる衝撃荷重

2010/10/31 15:15

初めて質問させていただきます。

あるものに直径0.5mmの孔が開いていて
そこへ直径2.4mmの球が嵌って栓をしています。
球の上からはバネの力がかかり孔を塞いでいて
下からは0.5mmの孔より圧力がかかり球を押し上げようとしています。

このような条件の場合に
下から250MPaの圧力がかかり
いったん球が上へ2mmぐらい持ち上がり
その後、バネの反力及び自重のせいで落ちてきます。

その落ちた際の衝撃荷重を求める事ができません。
バネが縮んだ時の力と自重をどう考えればいいのか。。。

球の材質:WC(炭化タングステン)
球の比重:19.3
バネが縮んだ時の力:50N(仮)

まだ必要な条件があるとおもいますが
よろしくお願い致します。

回答 (2件中 1~2件目)

2010/10/31 16:53
回答No.2

まあ、
一瞬で250MPa も 一瞬で下がるわけではないので

まあ計算では求められないと思いますが



衝撃荷重を求めるには 減速時間を求めないといけないが
たんに。落下させただけでも求められない



(単純にばねセット荷重+自重(直径2.4mmの自重なんてゴミみたいなものだと思うのだが)) x 安全率



で求めるのが現実的だと思う

ばね力 + 自重



250MPa


これの釣り合い

250Mpa が (ばね力 + 自重) より 大きくなるので2mm上がる



下がってくるのは
250Mpa が (ばね力 + 自重) より 小さくなったとき
このときの下がり方の時間で 加速度がもとまる


ぶつかったときの速度がも止まっても 減速される時間が また不明?ですよ

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質問する
2010/10/31 16:06
回答No.1

>バネが縮んだ時の力:50N(仮) と仮定なさっていますが、
バネが伸びた(球があるものに接した)状態の力も計算に必要です。

バネが縮んだ状態から伸びた状態に至る間に放出したエネルギーが、
球の運動エネルギーに変換されます。運動エネルギーから、球があるものに
衝突する直前の速度が判ります。

質量と速度から、衝突時の衝撃が求められると思います。

お礼

2010/10/31 17:00

早速の回答ありがとうございます。
バネが伸びた状態というのは要するに初期荷重(セット荷重)の事ですか。
伸びた状態が30Nの力(仮)だとすると
50-30=20Nが球の運動エネルギーとなるのですね。
0.1秒で20N変化するとなると速度はどうなるのでしょうか。

初心者ですみません。
この後はどうすればよいのでしょうか。

質問者

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