号数	ばね論文集 69 号（ 2024 年）
ページ数	pp.23-30
種類	論文
論文名	ジグザグばねにおける大変形挙動の非線形理論解析
Title	Theoretical Analysis on Large Deformation Behaviors of Zigzag- spring Based on the Nonlinear Deformation Theory
著者	大槻敦巳1)，長尾　格2)
Author	Atsumi OHTSUKI1),Takashi NAGAO2)
抄録	機械部品としてよく使われるばねにはさまざまな種類がある。ばねはその弾性を利用することが主な目的であり、荷重と変形の関係を解析することは基本的かつ重要な問題です。一般によく使われるバネの形状としては、コイルバネ、渦巻きバネ、薄板バネなどが挙げられるが。紙を留めるクリップや工業的には自動車のシートを支えるジグザグバネなど、他の形状のバネも数多くある。一般にばね材料は小さな荷重でも予想外に大きな変形を示すため、従来の微小変形理論では変形挙動を正確に解析することが難しく、厳密な非線形解析が必要である。このような大きな変形挙動の解析については、はりが真直な場合既に解析されている。しかしながら、ジグザグバネ )は、初期状態では円弧部材と直線部材とを組み合わせたような複雑な形状をしている。ジグザグばねの変形はこれまでに微小変形線形理論に基づいて解析されているが、大きな変形については未だ解明されていない。したがって、大きな変形解析の場合には、新しいモデリングが必要である。そこで、本論文では、ジグザグばねの先端を回転固定端で固定した場合について、支持端に水平方向に圧縮または引張荷重が負荷された場合の大たわみ変形挙動を非線形解析したもので、代表的な変形量に対してだ円積分を用いた解析解を与えるとともに解析理論の適応性を確認する実験を行い、理論計算との比較を行った。
Abstract	There are various types of springs that are frequently used as mechanical parts. The main purpose of springs is to utilize their elasticity, and an analysis of the relationship between load and deformation is a basic and important issue. Generally, the spring shapes that are often used include coil springs, spiral springs, and thin leaf springs, but there are many springs with other shapes, such as clips for fastening paper, and industrially, zigzag-springs that support automobile seats. In general, spring materials show unexpectedly large deformation even with a small loading, so it is dif cult to analyze the deformation behavior accurately by the conventional small-deformation theory, and a strict nonlinear analysis is required.In the analysis of such large deformation behaviors, cases when the beam is traight have already been analyzed. However, in the initial state, the zigzag-spring has a complicated shape, such as a combination of an arc member and a straight member. Deformation of zigzag-springs has been previously analyzed based on a small deformation linear theory, but large deformation has not been elucidated. For a large deformation analysis, a new modeling is required. Therefore, in this paper, when the tip of the zigzag-spring is  xed by the rotation- xed end, the large deformation behavior when a compression or tension load is applied in the horizontal direction at the support end is analyzed non-linearly. An analytical solutions using elliptic integrals are given to the typical quantity of deformation, and an experiment is performed to con rm the adaptability of the analytical theory. Finally a comparison with the theoretical calculation is carried out.
著者の所属	1)名城大学大学院 2)名城大学大学院
Belonging	1)Meijo University Graduate School, Emeritus Professor. 2)Meijo University, Graduate School Student.
Key Words	Zigzag-spring, S spring, Seat spring, Large deformation analysis, Nonlinear analysis