ばねの設計をする際に疲労とへたり、どちらもとても重要です。

ばねの破損には、加工時と使用時の破損がありますが、疲労破損は後者の代表例となります。

またへたりも疲労とともに、ばねの大敵であります。

今回はこの＜へたり＞と＜疲労破損＞についてご説明していきます！

 

＜疲労破損＞

特徴として、ある繰り返しの後に亀裂が発生し、最終破断が生じます。負荷される荷重によって破壊するもので、その荷重の

大きさが大きいほど破壊までが早くなります。部品や材料の最も弱い部分に集中して発生します。

疲労破壊防ぐためには下記4点が重要となってきます。

①用途に合った疲労強度の高い素材を選定

②過大な応力をかけない設計が重要

③ばね製作時に傷などの表面欠陥を作らないようにする

④低温焼きなましやショットピーニングなどの表面処理を施す

 

＜へたり＞

ばねの所定のたわみで一定の荷重を保つことが出来るが、長時間荷重をかけてしまうとカタチが元に戻らず、

これを塑性変形といいます。へたりの現象として、そのばねが使用中にその負荷方向へ塑性変形を生じてしまうことです。

ばねのへたりを低減するための4つ方法があります。

①ばねの機械的性質の改善

②残留応力の除去

③セッチングを施す

④高強度材を使用する

材料は生まれつき「ひずみ」を持っています。生まれつきひずみを持った材料をいきなり切削した場合、そこには新たなひ

ずみが発生します。これが加工ひずみです。

ばね成形は加工ひずみが導入されます。このひずみの中には、数多くの欠陥がありますが、低温焼きなましを行うことで

欠陥が変化し、機械的性質が向上します。この時、条件に合った低温焼きなましが肝要となります。

 

疲労とへたりはばねにとって大敵です。

その特効薬となるのが、セッチングと低温焼きなましです。（《第4回》ばねの寿命向上）

材料やばねの種類に応じた条件の設定が大事で、その目的をよく理解して目的にかなった条件を選んでください。