弹簧参数计算
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弹簧参数计算
🧮 Stretch
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📐 计算公式
弹簧刚度 k = G·d⁴/(8D³n)
圆柱螺旋弹簧(压缩/拉伸/扭转)刚度与强度校核
压缩弹簧
拉伸弹簧
扭转弹簧
簧丝直径 d (mm)
中径 D (mm)
有效圈数 n
自由长度 L₀ (mm)
材料
碳素弹簧钢 (G=79GPa, τ=560)
琴钢丝 (G=79GPa, τ=640)
65Mn (G=78GPa, τ=570)
不锈钢304 (G=73GPa, τ=440)
锡青铜 (G=44GPa, τ=320)
自定义
剪切模量 G (GPa)
许用剪应力 τ (MPa)
🧮 计算
📋 复制结果
💡 刚度 k=Gd⁴/(8D³n);弹簧指数 C=D/d;Wahl系数 Kw=(4C-1)/(4C-4)+0.615/C;最大载荷 Fmax=τ·πd³/(8Kw·C)。
📚 深度解析:扭杆/弹簧扭转
💡 常见使用场景
扭转刚度 kT=E·d⁴/(10.8·D·n)(扭杆)。
最大扭矩 Mmax=τ·π·d³/32、最大角=Mmax/kT。
螺旋弹簧 k=G·d⁴/(8·D³·n)、δ=F/k。
扭杆
E=200000 MPa、d=10、D=50、n=10:kT=200000×10⁴/(10.8×50×10)=2e9/5400≈370370 N·mm/°;[τ]=600 MPa:Mmax=600×π×1000/32≈58905 N·mm;maxAngle=58905/370370≈0.159°。
螺旋弹簧
G=79000、d=3、D=20、n=10:k=79000×81/(8×8000×10)=6399000/640000≈10.0 N/mm;F=100 N 时 δ=10 mm。
❓ 常见问题(FAQ)
扭杆和螺旋弹簧刚度公式不同?
是。扭杆按圆轴扭转(E、d⁴、D 为力臂),螺旋弹簧按圆柱螺旋(G、d⁴、D³、n),量纲与含义不同。
压并长度是什么?
弹簧各圈并紧时的长度 Lb=n·d,变形超过 L0−Lb 会压并失效,设计需留行程余量。