Como é calculada a constante elástica da mola?

A constante elástica k para uma mola helicoidal de compressão é dada por k = Gd⁴/(8D³n), onde G é o módulo de cisalhamento, d é o diâmetro do fio, D é o diâmetro médio da espira e n é o número de espiras ativas. Esta fórmula pressupõe fio redondo e ângulo de passo desprezível.

Qual é o fator de correção de Wahl?

O fator de Wahl Kw leva em consideração a curvatura e os efeitos de cisalhamento direto em molas helicoidais. Kw = (4C-1)/(4C-4) + 0,615/C, onde C = D/d é o índice da mola. Ele aumenta a tensão de cisalhamento calculada, especialmente para índices de mola pequenos (espirais compactas).

Qual índice de mola C devo usar como alvo?

Um índice de mola C = D/d entre 4 e 12 é típico. C < 4 dificulta a fabricação de molas e causa altas tensões. C > Um valor de 12 pode causar emaranhamento e flambagem. C = 6–10 é o valor ideal para a maioria das aplicações.

O que é altura sólida e por que isso importa?

A altura sólida é o comprimento da mola quando totalmente comprimida, de modo que todas as espiras se toquem. É igual ao número total de espiras multiplicado pelo diâmetro do fio. A mola nunca deve ser comprimida até a altura sólida em uso, ou ocorrerá deformação permanente (deformação plástica).

Qual módulo de cisalhamento G devo usar?

Valores comuns: Fio de aço para instrumentos musicais (ASTM A228) G ≈ 79,3 GPa, Aço inoxidável 302 G ≈ 69 GPa, Aço cromo-vanádio G ≈ 77,2 GPa, Bronze fosforoso G ≈ 41,4 GPa. O valor de G varia ligeiramente com a temperatura e o diâmetro do fio.

Ferramenta de engenharia gratuita #064

Calculadora de projeto de mola helicoidal de compressão

Projete molas helicoidais de compressão. Insira o diâmetro do fio, o diâmetro da espira, o comprimento livre, o número de espiras ativas e o módulo de cisalhamento para calcular a constante elástica, a carga máxima, a tensão de cisalhamento e a altura em estado sólido.

Taxa de mola k Fator Wahl Auto-Calculadora

Diâmetro do fio d (mm)

Diâmetro médio da bobina D (mm)

Comprimento livre L₀ (mm)

Bobinas ativas n

Material (Módulo de Cisalhamento G)

Tipo final

Predefinições rápidas

Resultados

Taxa de mola k

—

Carga máxima no ponto sólido (F)_sólido)

—

Tensão de cisalhamento máxima τ (com Kw)

—

Altura sólida

—

Índice de Primavera C

—

Fator Wahl K_w

—

Perfil da Primavera

Taxa de primavera

Tensão de cisalhamento com correção de Wahl

Fator Wahl

onde C = D/d é o índice da mola.

Altura sólida

Material	G (GPa)	Uso típico
Fio de Música (A228)	79.3	Uso geral, alta resistência à fadiga
Cromo-Vanádio	77.2	Cargas de choque de alta tensão
Aço inoxidável 302	69.0	Resistência à corrosão
Bronze de fósforo	41.4	Elétrico, não magnético
Berílio Cobre	44.8	Não produz faíscas, condutivo

Exemplo — Mola de arame para instrumentos musicais

Dado: d = 4 mm, D = 30 mm, L₀ = 80 mm, n = 10, G = 79300 MPa

C = 30/4 = 7,5

k = 79300 × 4⁴ / (8 × 30³ × 10) = 79300 × 256 / 2.160.000 = 9,39 N/mm

Altura sólida = (10+2) × 4 = 48 mm → Curso = 80 − 48 = 32 mm

F_sólido = 9,39 × 32 = 300,5 N

⚠️ Nota: Nunca comprima uma mola até sua altura máxima em serviço. Projete o curso de trabalho para ≤80% da deflexão disponível. Verifique se há flambagem caso o comprimento livre/diâmetro médio seja > 4.

Calculadora de projeto de mola helicoidal de compressão | Ferramenta online gratuita #064

Publicado por Nikolai Shelkovenko sobre 15 de fevereiro de 2026 15 de fevereiro de 2026

Resultados

Taxa de primavera

Tensão de cisalhamento com correção de Wahl

Fator Wahl

Altura sólida