Instrument de inginerie gratuit
Calculator de rigiditate echivalentă a arcului
Calculați rigiditatea echivalentă a arcurilor conectate în serie sau paralel. Introduceți până la 5 rate individuale ale arcurilor și, opțional, calculați frecvența naturală.
Rezultate
Conexiune paralelă
Arcurile au aceeași deformare; forțele se adună:
Conexiune în serie
Arcurile au aceeași forță; deformațiile se adună:
Simplificarea arcurilor identice
Pentru n arcuri identice de rigiditate k:
Frecvență naturală
Cu o masă cunoscută montată pe sistemul de arcuri:
Unde kechivalent este în N/m (înmulțiți N/mm cu 1000) și m este în kg.
Exemplu practic
Dat: Masa m = 200 kg, 4 arcuri identice în paralel, fiecare k = 45 N/mm.
kechivalent = 4 × 45 = 180 N/mm = 180.000 N/m
ωn = √(180.000 / 200) = √900 = 30 rad/s
fn = 30 / (2π) = 4,77 Hz
💡 Sfat: Arcurile paralele cresc rigiditatea (sistem mai rigid, frecvență naturală mai mare). Arcurile în serie scad rigiditatea (sistem mai moale, frecvență naturală mai mică).
Use parallel springs when you need to increase the overall stiffness — for example, mounting multiple springs side by side under a machine. The equivalent stiffness is the sum of all individual stiffnesses.
Use series springs when you need to decrease the overall stiffness or increase flexibility — for example, stacking springs end-to-end. The equivalent stiffness is always less than the weakest individual spring.
In a parallel arrangement, all springs share the same deflection but each carries a portion of the load. The total force is the sum of the forces in each spring, so the effective stiffness is keq = k₁ + k₂ + … + kₙ.
For n identical springs of stiffness k, the equivalent stiffness is simply n × k.
Series spring configurations appear in many engineering systems:
- Multi-stage shock absorbers with stacked springs
- Automotive valve springs in some configurations
- Rubber isolation pads stacked vertically
- Multi-layer leaf spring systems
- Drill string assemblies
Yes. Natural frequency depends on both mass and stiffness: f = (1/2π)√(k/m). Adding springs in parallel increases keq, raising the natural frequency. Adding springs in series decreases keq, lowering it.
Doubling identical parallel springs doubles keq and increases frequency by √2 ≈ 1.41.
Spring stiffness can be measured several ways:
- Static test: Apply a known force and measure deflection. k = F/δ.
- Compression testing machine: Record the full force-deflection curve.
- Dynamic test: Mount a known mass, measure free vibration frequency. k = m × (2πf)².
- Manufacturer datasheet: Most commercial springs have a rated spring rate.
Procedurile descrise în această pagină au fost dezvoltate și testate pe teren de echipa Vibromera cu ajutorul Balanset-1A, un balansor portabil cu două canale și analizor de vibrații pentru echilibrarea rotoarelor la fața locului.
Echilibratoare portabile profesionale, analizoare de vibrații și sisteme de monitorizare a stării. Optimizați selecția arcurilor și verificați performanța izolației la fața locului. Utilizate în peste 50 de țări.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko este inginer în analiza vibrațiilor, fondator și director general al Vibromera. De peste 15 ani echilibrează echipamente rotative pe teren, nu pe un stand de probă: tocătoare, ventilatoare industriale, concasoare, centrifuge, arbori și axe portsculă. Din această muncă s-au născut instrumentele Balanset — au fost concepute ca o unealtă pe care specialistul o poate duce la mașină și o poate folosi singur, la fața locului, nu ca echipament de laborator. Vibromera a fost fondată în 2017 și, din 2023, are sediul în Porto, Portugalia. Aici au loc dezvoltarea, asamblarea și asistența pentru gama Balanset. Instrumentul de vârf este Balanset-1A, un analizor portabil pentru echilibrarea într-un plan și în două plane și pentru diagnosticarea vibrațiilor. Nikolai se implică personal în asistența pentru clienți, în rezolvarea cazurilor dificile de echilibrare și în dezvoltarea software-ului. Lucrează cu clienți din întreaga lume, în orice limbă.
