"볼트계의 인장 스프링 상수" 구하는 법

[케이에스볼트]

기계요소설계에서 스프링 상수는 K이며 이는 P=K*X

하중 P는 스프링상수와 변형량X의 곱이라는 얘기지요

그럼 K를 왼쪽으로 넘겨서 K=P/X가 됩니다

그리고 역학적으로 P= A *σ이므로

하중 = 단면적*응력 입니다.

다시 위의 식에다가 P대신 A*σ를 대입하면

K = A*σ/X가 됩니다

여기서 응력σ는 탄성계수E와 변형율의 곱이므로

σ = E*ε로 나타냅니다

다시 위의식에다 대입하면

K= A*E*ε / X가 되고

변형율 ε은 변형량/원래길이 로 나타내므로

 ε=X / L 입니다

이것을 다시 위의 식에다 대입하면

K= A*E*(X/L)/ X 인데 위의 X와 분모의 X는 서로 삭제 가능하므로

K=A*E/L로 마무리가 됩니다.

즉 스프링상수는 면적*금속고유의 탄성계수(영율) / 길이 입니다

이식에서 나타내는건 스프링상수는 스프링뿐아니라 스프링역활을 하는

볼트의 모양(호칭,길이)에 따라 달라짐을 의미합니다

실제로 원통스프링,단순보형 스프링,3각판,4각판스프링등 모든스프링은

모양에 따라 스프링상수가 달라집니다

금속고유의 값을 나타태는 탄성계수와는 다릅니다

너트회전각법식의 볼트스프링상수와 피체결체의 스프링상수는 그때 볼트의호칭과 길이

피체결체의 두께,피체결와 너트(와셔)와 접하는 단면적,재질에 따라 다르므로 표를 재질과 호칭

길이별로 전부 구분해서 만들지 않는한 계산해서 대입하는게 편하겠죠.

볼트의 스프링상수 = 볼트유효단면적*탄성계수(2.1*10^4) / 볼트 목밑길이부터 너트까지 길이라고

생각되며 너트회전각법의 공식을 보아하니 이종재질의 직렬연결 스프링상수를 구하는 법과 일치하네요.