Calculator de rigiditate echivalentă a arcului
Calculați rigiditatea combinată pentru arcuri în serie sau paralel
Parametri de calcul
Bazat pe ISO 26909 și principiile legii lui Hooke
Rezultatele calculului
—
—
—
—
Analiza sistemului:
Cum funcționează calculatorul
Arcuri în paralel
Când arcurile sunt aranjate unul lângă altul (paralel), ele împart sarcina în mod egal:
Caracteristici:
- Rigiditatea totală crește
- Aceeași deviere pentru toate arcurile
- Forța este distribuită între arcuri
- Folosit pentru creșterea capacității de încărcare
Arcuri în serie
Când arcurile sunt conectate cap la cap (în serie), ele sunt supuse aceleiași forțe:
Caracteristici:
- Rigiditatea totală scade
- Aceeași forță prin toate arcurile
- Deformația totală este suma deformărilor individuale
- Folosit pentru a mări raza de acțiune
Configurații mixte
Aranjamentele complexe combină conexiuni în serie și în paralel:
- Calculați mai întâi grupurile paralele
- Apoi calculați combinațiile de serii
- Lucrați de la interior spre exterior pentru configurații imbricate
Tipuri și aplicații de arcuri
- Arcuri de compresie: Cele mai frecvente, rezistă forțelor de compresiune
- Arcuri de extensie: Rezistă la forțele de tracțiune, are tensiune inițială
- Arcuri de torsiune: Rezistența la forțe de rotație, k în N·m/rad
- Arcuri disc: Capacitate mare de încărcare în spațiu mic, neliniară
Considerații importante
- Rata de întindere a arcului poate varia în funcție de deformare (arcuri neliniare)
- Luați în considerare legarea spiralelor în arcurile de compresie
- Luați în considerare tensiunea inițială în arcurile de extensie
- Temperatura afectează rigiditatea arcului
- Durata de viață la oboseală depinde de intervalul de solicitări
Aplicații practice
- Izolare vibrații: Arcuri în serie pentru frecvență mai joasă
- Partajarea încărcării: Arcuri paralele pentru sarcini mari
- Reglaj fin: Configurații mixte pentru caracteristici specifice
- Redundanţă: Mai multe arcuri pentru siguranță
📘 Calculator de rigiditate a arcului
Calculează rigiditatea echivalentă a mai multor arcuri în configurații serie, paralel sau mixte.
Paralelă: k = k₁ + k₂ + … | Serie: 1/k = 1/k₁ + 1/k₂ + …
💼 Aplicații
- Izolarea vibrațiilor compresorului: Frecvența necesară fn = 5 Hz, masa 1200 kg. Calitatea lui k = 118 kN/m. Soluție: 4 arcuri paralele × 29,5 kN/m fiecare.
- Suspensie instrument: Am arcuri de 5000 N/m, am nevoie de 2000 N/m. Soluție: 2 în serie → k = 2500 N/m. Se adaugă reglaj pentru reglaj fin.
- Izolare în două etape: Superior: 4 arcuri × 10000 N/m paralele = 40 kN/m. Inferior: 4 × 8000 N/m = 32 kN/m. Trepte în serie → efective ~18 kN/m.
- Înlocuire de urgență: Arc rupt 12000 N/m. Disponibil doar 6000 N/m. Soluție: 2 paralele = 12000 N/m ✓
Formula de primăvară:
Arc elicoidal: k = Gd⁴ / (8D³n) unde G = modulul de forfecare (oțel de 80 GPa), d = Ø sârmă, D = Ø mediu al spiralei, n = spirale active