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Ideales eindimensionales lineares Modell

Äquivalente lineare Federsteifigkeit

Kombinieren Sie zwei bis fünf positive Tangentialfederkennlinien in einer echten eindimensionalen Serie oder Parallelschaltung. Die optionale Eigenfrequenz verwendet ein ideales ungedämpftes Modell mit einem Freiheitsgrad.

SerieParallelStrenge SI-EingabeOptionale SDOF

Modellgrenze: alle aktiven Elemente müssen um den Arbeitspunkt herum linear sein und entlang der gleichen verallgemeinerten Koordinate wirken. Bei einer Serie muss die gleiche Kraft durch jedes Element fließen; bei einer Parallelschaltung ist die gleiche Verformung erforderlich. Vorbelastung, geometrischer Hebel, Biegung, Kontaktausfall, Dämpfung und die Masse von Feder und Halterung werden nicht berücksichtigt.

Äquivalentes ideales Modell

Äquivalente Steifigkeit keq
SI-Steifigkeit
Imperial-Umrechnung
Elastizität 1/keq
Eigenfrequenz fn
Winkelgeschwindigkeit ωn

Parallelschaltung: keq = Σki   (gemeinsame Verformung, Kräfte addieren)
Serie: 1/keq = Σ(1/ki)   (gemeinsame Kraft, Verformungen addieren)

MIT OpenCourseWare Precision Engineering Principles stellt diese Regeln für die Addition von Elastizität und Steifigkeit dar. Ein separates MIT Laboratoriumsnote zur Festkörpermechanik leitet das Ergebnis für die Serienanordnung von zwei Federn aus Gleichgewicht und Kompatibilität her.

ωn = √(keq/m),   fn = ωn/(2π)

Das Frequenzergebnis gilt nur für eine starre wirksame Masse auf masselosen linearen Federn mit einem Freiheitsgrad und ohne Dämpfung. MIT Mechanics and Materials stellt diese Grenze explizit dar. Für echte Isolatoren müssen die wirksame Masse von Halterungen/Federn, Geometrie, Dämpfung und alle gekoppelten Modi berücksichtigt werden.

Einheitenkorrektur: Die Eingabe erfolgt immer in N/mm und kg. Die Ergebnisse zeigen auch N/m und lbf/in, wobei die exakten SI-Definitionen verwendet werden: 1 lbf=4.4482216152605 N und 1 in=25.4 mm. Der alte Umschalter interpretierte unveränderte Zahlen neu und konnte die physikalische Steifigkeit um den Faktor 5.71 ändern.

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Nur Idealisierung; validieren Sie die tatsächliche Kraft-Verformungskurve und die wirksame dynamische Masse. Wissenschaftliche Überprüfung: Juli 2026.

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