号数	ばね論文集 69 号（ 2024 年）
ページ数	pp.39-45
種類	論文
論文名	ヒンジ支持オフセット圧縮はりの非線形大たわみ変形解析 ―圧縮大たわみはりのヤング率測定上の懸念について―
Title	Nonlinear Analysis on Large Deformations in a Slender Beam with Hinged Support subjected to Eccentric Compressive force （Considerations concerning to Young's modulus Measurement of Compressive Large Deformation Beams）
著者	大槻敦巳1)，青木　功2)
Author	Atsumi OHTSUKI1),Isao AOKI2)
抄録	可撓性細線が軸圧縮荷重を受ける場合の大変形挙動については既に解析されており、細線のヤング率測定試験法に応用されている。しかし、材料試験の観点から、オフセット圧縮の場合のヤング率測定に与える影響について解析する必要がある。そこで、本論文は、両端がヒンジ支持されたオフセットはりに軸圧縮を負荷させた場合の大変形についての非線形解析したもので、だ円積分を用いて、円弧長さs、水平距離x、たわみy、曲率1/R、曲げモーメントM、曲げ応力σなどに対する解析解が導かれた。さらに、解析理論を用いて大たわみ変形状態を理論的に計算するとともに座屈荷重に与えるオフセット量の影響を明らかにした。また、解析理論の有効性確認のためPVC（塩化ビニル）薄板はりを用いた大たわみ実験を行った。その結果、解析理論予測と大たわみ実験結果はかなり良い一致を示すとともに、オフセット量がはり長さの約10％以下ならほぼヤング率測定に影響がないことが明らかになった。また、大変形挙動を視覚的に分かり易いように、代表的な変形状態のいくつかを模式図で表現した。なお、ここでは、オフセットはりとは、両端の圧縮支点が同一直線上にない状態のことと定義している。
Abstract	The large deformation behavior of flexible thin wires when subjected to axial compressive load has already been analyzed and applied to Young's modulus measuring method for thin wires. However, from the viewpoint of material testing, it is necessary to analyze the effect of offset compression on Young’smodulus measurement. Therefore, this paper deals with a nonlinear analysis on large deformation when axial compression is applied to an offset beam hinged at both ends. Using the elliptic integral, relationships between arc length s, horizontal distance x, defiection y, curvature 1/R, bending moment M and bending stress δwere derived. Furthermore, the large deformation state was theoretically calculated using the analytical theory, and the effect of the offset amount on the buckling load was clarified. In addition,in order to confirm the effectiveness of the analytical theory, a large deformation experiment using a PVC（polyvinyl chloride）thin plate beam was carried out. As a result, the analytical theory’s prediction and the large deformation experiment result were in good agreement and it became clear that if the offset amount was less than 10％ of the beam length, it would have almost no effect on Young’s modulus measurement. On the other hand, some typical deformation states are represented graphically so that the large deformation can be easily understood visually. In these considerations of issue, the offset beam is defined as the state in which their compression fulcrums are not on the same straight line.
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, Emetitus Prof. 2)Meijo University, Graduate School Student
Key Words	Offset beam, Axial compression, Postbuckling, Large deformation, Nonlinear problem