نرخ بهار چگونه محاسبه میشود؟

نرخ فنری k برای یک فنر فشاری مارپیچی برابر است با k = Gd⁴/(8D³n)، که در آن G مدول برشی، d قطر سیم، D قطر متوسط کلاف و n تعداد کلافهای فعال است. این فرمول سیم گرد و زاویه گام ناچیز را در نظر میگیرد.

ضریب تصحیح وال چیست؟

ضریب وال (Kw) انحنا و اثرات برشی مستقیم را در فنرهای مارپیچی در نظر میگیرد. Kw = (4C-1)/(4C-4) + 0.615/C، که در آن C = D/d شاخص فنر است. این ضریب، تنش برشی محاسبه شده را افزایش میدهد، به خصوص برای شاخصهای فنر کوچک (کویلهای محکم).

کدام شاخص فنر C را باید هدف قرار دهم؟

شاخص فنر C = D/d بین ۴ تا ۱۲ معمول است. C <4 ساخت فنرها را دشوار میکند و باعث ایجاد تنشهای بالا میشود. C > ۱۲ میتواند منجر به گره خوردن و کمانش شود. C = 6-10 برای اکثر کاربردها بهینه است.

ارتفاع ثابت چیست و چرا اهمیت دارد؟

ارتفاع جامد، طول فنر در حالت کاملاً فشرده شده به طوری که تمام حلقهها با هم تماس داشته باشند، است. این طول برابر است با (کل حلقهها) × قطر سیم. فنر هرگز نباید در حالت کارکرد تا ارتفاع جامد فشرده شود، در غیر این صورت گیرش دائمی (تغییر شکل پلاستیک) رخ خواهد داد.

از کدام مدول برشی G باید استفاده کنم؟

مقادیر رایج: سیم موسیقی (ASTM A228) G ≈ 79.3 GPa، فولاد ضد زنگ 302 G ≈ 69 GPa، کروم-وانادیوم G ≈ 77.2 GPa، فسفر برنز G ≈ 41.4 GPa. G با توجه به دما و قطر سیم کمی تغییر میکند.

ابزار مهندسی رایگان #064

ماشین حساب طراحی فنر فشاری مارپیچی

فنرهای فشاری مارپیچی طراحی کنید. قطر سیم، قطر کلاف، طول آزاد، کلاف‌های فعال و مدول برشی را وارد کنید تا نرخ فنر، حداکثر بار، تنش برشی و ارتفاع جامد محاسبه شود.

نرخ فنر k فاکتور وال محاسبه خودکار

قطر سیم d (میلی‌متر)

قطر متوسط کویل D (میلی‌متر)

طول آزاد L₀ (میلی‌متر)

کویل‌های فعال n

جنس (مدول برشی G)

نوع پایان

پیش‌تنظیم‌های سریع

نتایج

نرخ فنر k

—

حداکثر بار در حالت جامد (F)_جامد)

—

حداکثر تنش برشی τ (با Kw)

—

ارتفاع توپر

—

شاخص فنر C

—

وال فاکتور K_w

—

مشخصات فنر

نرخ فنر

تنش برشی با اصلاح وال

فاکتور وال

که در آن C = D/d شاخص فنر است.

ارتفاع توپر

مواد	G (GPa)	کاربرد معمول
سیم موسیقی (A228)	79.3	مصارف عمومی، عمر خستگی بالا
کروم-وانادیوم	77.2	بارهای ضربه‌ای و پرفشار
استیل ضد زنگ 302	69.0	مقاومت در برابر خوردگی
فسفر برنز	41.4	الکتریکی، غیر مغناطیسی
مس بریلیم	44.8	غیر جرقه‌زن، رسانا

مثال - فنر سیم موسیقی

با توجه به: d = 4 میلی‌متر، D = 30 میلی‌متر، L₀ = 80 میلی‌متر، n = 10، G = 79300 مگاپاسکال

C = 30/4 = 7.5

k = 79300 × 4⁴ / (8 × 30³ × 10) = 79300 × 256 / 2,160,000 = ۹.۳۹ نیوتن بر میلی‌متر

ارتفاع توپر = (10+2) × 4 = 48 mm → کورس = 80 − 48 = 32 mm

F_جامد = ۹٫۳۹ × ۳۲ = ۳۰۰.۵ نیوتن

⚠️ توجه: هرگز فنر را در سرویس تا ارتفاع توپر فشرده نکنید. کورس کاری را حداکثر تا ≤80% تغییرمکانِ در دسترس طراحی کنید. اگر نسبت طول آزاد به قطر متوسط > 4 باشد، کمانش را بررسی کنید.

ماشین حساب طراحی فنر فشاری مارپیچ | ابزار آنلاین رایگان #064

نتایج

نرخ فنر

تنش برشی با اصلاح وال

فاکتور وال

ارتفاع توپر

فروشگاه

پشتیبانی

تماس