La Calculadora de rigidez de resorte proporciona un método rápido y preciso para determinar la rigidez (k) de un resorte. Este valor es fundamental para garantizar que los sistemas mecánicos funcionen correctamente sin fallas debido a un manejo inadecuado de la carga. La calculadora utiliza la siguiente fórmula:
Calculadora de fórmula de rigidez del resorte
dónde:
- k – Rigidez del resorte (N/m o lb/in)
- G – Módulo de corte del material del resorte (N/m^2 o lb/in^2)
- d – Diámetro del alambre del resorte (m o in)
- D – Diámetro medio del resorte (m o in)
- n_a – Número de bobinas activas
Los valores del módulo de corte (G) a menudo se pueden encontrar en tablas de propiedades de materiales o en hojas de datos de proveedores. El diámetro medio (D) se calcula como el promedio del diámetro exterior y el diámetro interior, y el número de bobinas activas (n_a) es el número total de bobinas menos las bobinas inactivas en los extremos.
Tabla de conversión para materiales comunes
La siguiente tabla proporciona valores típicos del módulo de corte para materiales comunes utilizados en la fabricación de resortes:
| Material | Módulo de corte G (N/m^2) |
|---|---|
| Acero | 79.3 x 10 ^ 9 |
| Acero Inoxidable | 77 x 10 ^ 9 |
| Cobre | 45 x 10 ^ 9 |
| Latón | 39 x 10 ^ 9 |
| Aluminio | 26 x 10 ^ 9 |
Esta tabla ayuda a los usuarios a consultar rápidamente el módulo de corte necesario para la calculadora sin tener que buscar esta información por separado.
Ejemplo de calculadora de rigidez de resorte
Problema: Calcule la rigidez de un resorte de acero con un diámetro de alambre de 0.01 m, un diámetro medio de 0.1 m y 20 espiras activas.
Solución: Usando la fórmula:
k = (79.3 x 10^9 x (0.01)^4) / (8 x (0.1)^3 x 20) = 198.25 N/m
Este resultado indica que el resorte tendrá una rigidez de 198.25 N/m, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren este nivel de rigidez específico.
Preguntas frecuentes más comunes
La rigidez del resorte, denominada k, es una medida de la resistencia de un resorte a ser comprimido o estirado, dependiendo de su material, diseño y dimensiones.
El módulo de corte (G) es una propiedad del material que describe la respuesta del material a Esfuerzo cortante y normalmente se encuentra en bases de datos de ingeniería o en hojas de datos de materiales.
Esta calculadora está diseñada para resortes cilíndricos helicoidales. Para otros tipos de resortes, como los cónicos o de torsión, se requieren fórmulas diferentes.