스프링 임계 속도(서지 주파수) 계산기

발행처: 니콜라이 셸코벤코 ~에

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스프링 임계 속도 계산기

나선형 압축 스프링의 임계 서지 주파수, 즉 코일을 따라 정상파가 형성되어 서지 현상이 발생하는 공진 주파수를 계산하십시오.

나선형 스프링 서지 주파수 4가지 재료
빠른 사전 설정

결과

서지 주파수
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서지 주파수(RPM)
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스프링 강성(k)
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스프링 인덱스(C = D/d)
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부하 주파수(양쪽 끝 고정)
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재료
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서지 주파수

나선형 압축 스프링의 임계 서지 주파수(자유-자유 경계, 기본 모드):

  • 디 — 전선 직경(m)
  • 디 — 평균 코일 직경(m)
  • nₐ — 활성 코일 수
  • G — 와이어 재료의 전단 탄성 계수(Pa)
  • ρ — 전선 재료 밀도(kg/m³)

스프링 강성

스프링 인덱스 및 부하 주파수

실제 스프링 설계에서 스프링 지수 C는 일반적으로 3에서 15 사이여야 합니다.

실제 사례

예시 — 스프링 강철 압축 스프링

주어진: d = 5 mm, D = 30 mm, nₐ = 7, 스프링강(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 = 283.9Hz (17,032 RPM)

k = 79.3×10⁹ × 0.005⁴ / (8 × 0.030³ × 7) = 32.8 N/mm

C = D/d = 30/5 = 6.0 (양호, 3~15 범위 내)

f_loaded = 283.9 / 2 = 142.0Hz

⚠️ 일반적인 규칙: 서지 주파수는 밸브 스프링의 경우 작동 주파수의 최소 13배, 일반 산업 응용 분야의 경우 15~20배 이상이어야 합니다.

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