バネ定数のことに関して

質問

バネにはバネ定数があって、荷重に比例してバネの伸び（縮み）量が変化することは学生時代に学びました。
そこでどなたか分かる方がいましたら教えていただきたいのですが、荷重をかけるスピードがものすごく速くなった場合にもバネ定数は保たれるのでしょうか？感覚的には本来のバネ定数よりも大きくなり、硬くなるような気がするのですが。

回答No.4

noname#65504

バネ定数には静的と動的があります。
静的というのは時間の変化や速度による影響を無視できるような荷重状態のことで、動的というのは時間の変化による差を無視できない状態でのことで、周波数や速度によって係数は変化します。

私は建築が専門ですので建築で使用する材料についていうと、

建築で使用する場合は、鋼材については速度・周波数依存性はほぼ無視できますので、一定とみなしていますが、免震ゴムのようなものは周波数依存性があり、速度によって係数が変わるものもあります。
この場合、速度が速いと熱を生じることから、柔らかくなり係数は小さくなることがあります。
建築ではそのような荷重条件で使用することはないので、ここからはあくまで推定ですが、鋼材でも熱による変化が無視できないほど速く荷重をかけると発熱により係数が低下するのではないかと思います。

参考までに紹介しておくと、変位量・ひずみ量によって、係数が異なる材料もあります。
高減衰ゴムやコンクリートなどはそのような材料で、変位量・ひずみ量が小さい場合係数は大きくなります。

お礼

ありがとうございました。