車高調でツインスプリングを組まれてる方に質問させて下さい。(ヘルパーは除く)

Question

プライマリー密着までは合成レートで縮むと思いますが、縮んだ後伸びる時も合成レートなのでしょうか？
それともプライマリーとメインそれぞれのレートで伸びるのでしょうか？
ご教授お願い致します。

補足

追加で質問させて下さい。 ツインスプリングでプリロードをかけた場合どのように縮むのでしょうか？ 例えば0G状態でプリ20mmかけたら、メイン・プライマリー共に10mmずつ縮むのでしょうか？ それともレートによってそれぞれ縮む量が違う？ 縮む量が違う場合、計算方法はあるのでしょうか？

Answer 1

当然伸びる時も合成レートです。というか伸び縮みでばね定数変わってたら物理の式大変な事になります。

補足について
当然プリロードかけたら両方縮みますよ。
式としては
(k1×k2)÷(k1+k2)=K
K×X=f
f÷k1=x1 f÷k2=x2

k1,k2=ばね定数 K=合成ばね定数
x1,x2=ばね1,2のプリロードで縮む量
X=変位(プリロード量)
f=プリロード荷重
です。

適当に10kと5kのスプリングで20mmかけたとして代入すると
(10×5)÷(10+5)=3.3333
3.3333×20=66.6666
66.6666÷10=6.6666
66.6666÷5=13.3333
つまり10kは6.6mm 5kは13.3mm縮みます。
よくある勘違いとしてヘルパー側だけ縮むとか均等に縮むとかありますが間違いです。

ちなみに接地させた時も同様に縮むので
「このバネは有効ストローク50mmだから(ダンパーが)50mmストロークしたらメインのレートだ」と思ってたらまだまだ合成レートで盛大に底突き
なんて勘違いもよくあります。

Answer 2

中学の理科の教科書を見ましょうw
最初の質問。少なくとも質問されている様なレベルの話では伸び縮みでレートは変わりません。
プライマリーとメインそれぞれのレートで伸びるのでしょうか？ ・・・これが"それとも"の接続詞で話している時点でちょっといろいろ間違えてます。
直列ばねなので、ある荷重を加えるとそれぞれのレートで伸び(縮み)ます。この変位を足してあげれば合成ばねの変位で、(どちらも密着していなければ)それを荷重で割ってあげればばねレートです。これだけの話です。
どちらかが密着したら密着したばねはそれ以上動かないとして、残ったばねだけの動きだけになります。
ヘルパースプリングを除くとしてますが、ヘルパースプリングも考え方は全く同じですよ。

追加の質問について。主語が違うだけで前半と同じ話なんですよ。ある変位を与えると各々のばねレートに依って伸び(縮み)ます。この合計が"ある変位"というだけの話。つまり、ばねレートが違うなら各々の伸び(縮み)量は違います。

計算方法ね・・・これこそ中学の理科の教科書を見たら載ってますよw
使う式は"F=KX"これだけ(フックの法則なんて言います)
ばね1にもばね2にも、合成ばねにもF=KXです。
F:荷重、K:ばねレート、X:変位
見分けがつかないのでちょっとだけ変えます

合成ばね:F=KX
ばね1:f1=k1x1
ばね2:f2=k2x2
(数字は下付きの小さい文字だと思って下さい)
とりあえずばね1の式を変位を主語に変えると
x1=f1/k1
同じようにばね2も
x2=f2/k2
これを足し算すると
x1+x2=f1/k1+f2/k2
直列ばねなので
f1=f2=F
から
x1+x2=F(1/k1+1/k2)
合成ばねの変位は各々変位の足し算なので
X=x1+x2
これらを合成ばねの式にいれてやると
F=(k1k2/(k1+k2))X
このFを各々のばねの式にいれてやると
x1=(k2/(k1+k2))X
x2=(k1/(k1+k2))X
もっと簡単に・・・・
x1/x2=((k2/(k1+k2))X)/((k1/(k1+k2))X)=k2/k1
つまり、ばね1とばね2のレートの比で変位が分配されるイメージ。
これだけの話です。

全体通して、非線形領域の話だとかヒステリシスだとかは無視です(意味がわからなくても、細かい話は無しよ。くらいに思ってください）