| 号数 | ばね論文集 68 号（ 2023 年） |
| ページ数 | pp.37-48 |
| 種類 | 論文 |
| 論文名 | ばね支持はりの座屈後接触大変形解析（はり長さが変わるヒンジ端軸圧縮はりの場合） |
| Title | Theoretical Analysis on Postbuckled Large Deformation and Subsequent Contact in a Spring-hinged Beam with Changing Length |
| 著者 | 大槻敦巳1)，長尾 格1) |
| Author | Atsumi OHTSUKI1)Takashi NAGAO1) |
| 抄録 | ジグザクばねとしてのベローズや可撓性容器、配管などは大きな相対変位の吸収する構造をしている接触可撓性はりであり、また、紙や織布の折り畳み処理加工などでは接触大変形が避けられず、ここでは、こうした接触を伴いながら生じる可撓性はりの大たわみ変形について理論的、実験的に解析した。大たわみ変形は非線形問題であり、その解析に際しては弾性範囲の変形を想定し、幾何学的非線形性を考慮して解析を行った。ここでは両端をスプリングヒンジ支持した軸圧縮細長はりの非線形接触大変形について検討したもので、はりのたわみ曲線の円弧長さをはじめ、はりのたわみ、曲率、曲げモーメント、曲げ応力など主要な変形諸量に対して楕円積分を用いた解析解を与えた。さらに、理論の有効性を確認するために、大たわみ実験をおこない、解析理論による予測計算値と比較し、予測値は実験結果とと互いによく一致していることが分かった。 |
| Abstract | Large deformations with contact area occurring in flexible beams such as bellows used for zigzag springs and flexible vessels, pipes etc., have a structure that absorbs large relative displacements. Large defflormations with contact area occurs in folding process of paper and woven fabric, and are investigated both theoretically and experimentally. The analysis is based on an assumption that geometrical nonlinearity arises as the result of large deformations, while the material remains in linearly elastic status. In this paper, a slender beam is subjected to compressive forces at spring-hinged ends. Several theoretical solutions are obtained in terms of elliptic integrals. Representative parameters such as the arc length, deflection, curvature, bending moment and bending stress are presented in terms of these integrals. The predicted results are compared with the experimental data and both are found to be in fairly good agreement with each other. |
| 著者の所属 | 1)名城大学 |
| Belonging | 1)Meijo University Graduate School |
| Key Words | Bellows, Zigzag springs, Large De ection, Contact Problem, Nonlinear Problem, Elastica |