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疑問・お悩み相談室

材料の特徴・SWP-AとSWP-Bの違い

キーワード
ばね定数
ピアノ線
SWP

【ご相談内容】 氷雨

このコンテンツの最後に、ばねっと君とSAKURAによる解説動画があります!

SWP-AとSWP-Bの違いってどういうところですか?
ダウンロードさせていただいたソフトでデザインしてみましたが、違いが良くわかりませんでした。

出来れば、寸法的に同じ物で、材質変化によりバネ定数の違う物
(材料の太さでも変わりますが)を購入したいので、
その辺りの変化はないでしょうか?教えてください。
よろしくお願いします。

【返答】 ばねっと君

SWP(ピアノ線)についてですね!
JISG3522(ピアノ線)には、SWP-A種,B種,V種の3種類があり、
引張り強さ、巻き付け性、ねじり特性、曲げ性、きず、表面状態などが規格化されています。

用途としましては、V種は繰返し速度の大きいばね、
とくに自動車、船舶などの各種弁ばねに使用されています。

A種、B種は自動車のクラッチばね、ブレーキばねなど重要部品、また計量器ばね、
運動器具など高級ばねに使用されてします。

A種は許容最大応力もかなり高く、繰返し荷重に対する疲れなどに好ましい特性をもっています。
B種は設計上どうしても高い引張り強さ、耐へたり性を要求されるばねには適当ですが、
きびしい成形加工などで問題となるじん性面では、A種よりも若干劣ります。

また、材質変化によりバネ定数の違う物とのことですが、
バネ定数の計算要素であります、横弾性係数(G)の違う材質を選択すれば可能です。
例えば、SWP-AとSUS304WPB(ステンレス)等が挙げられます。

中でも船舶に使われるばねは、繰り返し耐久性が必要なため、弁バネのような品質のばねが
求められます。
詳細は以下よりご覧ください!
様々な業種で活躍する当社製ばね納入事例集:輸送関連 船舶

【返答】 ばね初心者

SWP-AとSWP-Bの密度・縦弾性係数・せん断強さ・ポアソン比・耐力・引張強さ・熱伝導率・比熱・熱膨張係数を教えてください。

【返答】 ばね初心者

SWP-CとSUS304WPBの密度(g/cm^3)・縦弾性係数(MPa)・せん断強さ(MPa)
・ポアソン比・耐力(MPa)・引張強さ(MPa)・熱伝導率(W/(m/K))・比熱(j/(g/k))・熱膨張率(μm/(m/℃))を教えてください。

【返答】 ばねっと君

ばね初心者さま

SWP-A 種, B種の密度 ・ 縦弾性係数・ ポアソン比はそれぞれ下記のとおりです。
7.85[g/cm^3] / 206000[N/mm^2] / 0.30

・せん断強さは、ピアノ線の線径によって異なります。JISB2704に記載がございます。
・耐力は、JIS G3522でも規定されていません。
・引張強さは、JIS G3522 に記載がございますが、せん断強さ同様、線径によって異なります。
・熱伝導率・比熱は、ピアノ線としてのデータは不明ですが、
それぞれ、83.5W/m・K ・ 0.45J/g・K として鉄の値が近いのでは?と考えられます!
・熱膨張係数は、ピアノ線としてのデータは不明ですが、
20~100℃=11.5×10^-6/℃ , 20~200℃=12.3×10^-6/℃ としてS50Cの値が近いのでは?
と考えられます!

【返答】 ばねっと君

ばね初心者さま

SUS304-WPBの密度 ・ 縦弾性係数・ ポアソン比はそれぞれ下記のとおりです。
8.0[g/cm^3] / 186000[N/mm^2] / 0.30

・せん断強さは、線径によって異なります。JISB2704に記載がございます。
・耐力は、JIS G4314では規定されていません。
・引張強さは、JIS G4314 に記載がございますが、せん断強さ同様、線径によって異なります。
・熱伝導率・比熱は、SUS304-WPBとしてのデータは不明ですが、
 それぞれ、16.3W/m・K ・ 0.50J/g・K としてSUS304の値が近いのでは?と考えられます!
・熱膨張係数は、SUS304-WPBとしてのデータは不明ですが、
 0~100℃=17.3×10^-6/℃としてSUS304の値が近いのでは?と考えられます!

【返答】 ばね初心者

回答いただきありがとうございます。大変助かりました。

SWP-CはSWP-AとSWP-Bの物性値と同じということでしょうか。
また、降伏強度(耐力)は記載がない場合、解析には影響しないということですか?

【返答】 ばねっと君

ばね初心者さま

SWP-CはJIS規格にありませんので機械的性質は材料製造メーカーの規格となります!
JFEテクノワイヤー(株)殿のWEBサイトで引張強さの記載がございますよ!

SWP-AとSWP-Bの降伏強度(耐力)はJIS規格に規定されていませんが、
引張り強さの約90%程度ではないかと推測いたします。(材料ロットにより異なります)

解析については、解析の内容にもよるかと思いますが、常温時の応力解析であれば弾性係数とポワソン比
で発生応力は解析できるかと思いますがいかがでしょうか??
応力評価の際に、耐力を考慮されるのであれば、実際に材料を引張試験でご確認されるのが
確実だと思われます。ミルシートを確認されても良いかもしれません。

よろしくお願いします!!

【返答】 ばね初心者

SUP2とSWP-Aは異なる材質なのでしょうか?
SUP2のバネをSWP-Aのバネに変更しましたが、寿命について変化はあるでしょうか?

【返答】 ばねっと君

ばね初心者さま

ご投稿ありがとうございます!!

SUP2とSWP-Aは化学成分が異なります。
従いまして、異なる材質となります。

耐久性についてのご質問については、
SUP2とSWP-Aの機械特性を比較をすればご確認頂けると思いますが
文献資料からはSWP-Aの方が耐久性が高くなると考えられます。

ばね鋼 2種(SUP2)
C: 0.60~0.75 Si: 0.15~0.35 Mn: 0.30~0.60 S: 0.035以下 P: 0.035以下
引張強さ:1128N/mm^2 以上

SWP-A (代表:SWRS82A)
C: 0.80~0.85 Si: 0.12~0.32 Mn: 0.30~0.60 S: 0.025以下 P: 0.025以下
引張強さ:1420~1570N/mm^2 (線径φ10 )

よろしくお願いします!!

【返答】 ばね初心者

SWP-Aの先端にネジ棒を溶接したのですが、
材質は何がよろしいでしょうか?
用途はネジ部に球体をつけ、押したり、引いたりする作業です。

【返答】 ばねっと君

ありがとうございます!
ばね鋼に溶接しますと、溶接した箇所が固くなり、早期折損の原因になるため
原則行わない方がよいかと思います。
溶接を行う場合は低炭素鋼を検討してみてはいかがでしょうか。
宜しくお願いします!

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