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Calculadora de Velocidad Crítica de Resorte
Calcule la frecuencia crítica de surge de un resorte helicoidal de compresión: la frecuencia de resonancia a la que se forman ondas estacionarias a lo largo de las espiras, provocando el fenómeno de surge.
Resultados
Frecuencia de Surge
The critical surge frequency of a helical compression spring (fixed-fixed / free-free boundary, fundamental mode):
- d — diámetro del alambre (m)
- D — diámetro medio de la espira (m)
- nₐ — número de espiras activas
- G — módulo de corte del material del alambre (Pa)
- ρ — densidad del material del alambre (kg/m³)
Rigidez del Resorte
Spring Index & Fixed-Free Frequency
El índice del resorte C debe estar típicamente entre 3 y 15 para diseños prácticos de resortes.
Ejemplo práctico
Datos: d = 5 mm, D = 30 mm, nₐ = 7, Acero para resortes (G = 79.3 GPa, ρ = 7850 kg/m³)
√(G / 2ρ) = √(79.3×10⁹ / (2 × 7850)) = 2247.4
f_surge = 0.005 / (2π × 7 × 0.030²) × 2247.4 = 283.9 Hz (17,032 RPM)
k = 79.3×10⁹ × 0.005⁴ / (8 × 0.030³ × 7) = 32.8 N/mm
C = D/d = 30/5 = 6.0 (bueno, dentro del rango 3–15)
f_fixed-free = 283.9 / 2 = 142.0 Hz
⚠️ Regla práctica: La frecuencia de surge debe ser al menos 13× la frecuencia de operación para resortes de válvula, y 15–20× para aplicaciones industriales generales.
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