📐 Spring Designer (Helical Compression)

Design cylindrical helical compression springs from wire diameter and mean diameter.

📐 計算公式

彈簧設計 k = G·d⁴/(8D³n)

輸入鋼絲直徑、中徑、有效圈數及材料，計算彈簧剛度、最大變形、剪下應力及固有頻率

鋼絲直徑 d (mm)

彈簧中徑 D (mm)

有效圈數 n

材料

工作載荷 F (N)

💡 公式：旋繞比 C=D/d；Wahl係數 K=(4C-1)/(4C-4)+0.615/C；剛度 k=G·d⁴/(8·D³·n)；剪下應力 τ=K·8F·D/(π·d³)；最大變形 δmax=[τ]·π·D²·n/(K·G·d)

⚠️ 注意事項

暫無計算記錄

📚 深度解析：圓柱螺旋彈簧設計

💡 常見使用場景

剛度 k=G·d⁴/(8·D³·n)、工作應力 τ=8·F·D/(π·d³)。

自由長 Lf、壓實長 Ls、固有頻率 fn 校核。

安全係數 sf=[τ]/τ。

壓縮彈簧

d=3、D=20、n=10、G=79000、F=100 N：k=79000×81/(8×8000×10)=10.0 N/mm；τ=8×100×20/(π×27)=16000/84.8≈188.7 MPa；δ=100/10=10 mm。若 [τ]=500，sf=500/188.7≈2.65。

固有頻率

質量 m=0.2 kg：fn=(1/(2π))√(k·1000/m)=(1/6.283)√(10000/0.2)=(0.159)×√50000=0.159×223.6≈35.6 Hz。需避開激振頻率防共振。

❓ 常見問題（FAQ）

τ=8FD/πd³ 來源？

圓柱螺旋彈簧最大扭轉剪應力（含曲度修正前的簡式），d 為簧絲徑、D 為彈簧中徑。

為什麼算固有頻率？

若工作頻率接近 fn 會共振放大應力，需調剛度/質量使頻率比避開 1 附近。

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