एक राउंड-वायर हेलिकल कंप्रेशन स्प्रिंग के लिए स्प्रिंग रेट k = Gd⁴/(8D³Na), डिफ्लेक्शन, स्प्रिंग इंडेक्स, Wahl-सुधारित शियर स्ट्रेस, और सॉलिड हाइट की गणना करें।
रेट, डिफ्लेक्शन, और स्ट्रेस के लिए वायर व्यास, मीन कॉइल व्यास, सक्रिय कॉइल, सामग्री, और बल दर्ज करें।
इस टूल के बारे में
हेलिकल कंप्रेशन स्प्रिंग कैलकुलेटर एक मुफ़्त, इन-ब्राउज़र टूल है जो एक राउंड-वायर हेलिकल कंप्रेशन स्प्रिंग के यांत्रिक गुणों की गणना इसकी ज्यामिति और सामग्री से करता है। यह स्प्रिंग रेट k = G·d⁴/(8·D³·Na), किसी दिए गए बल के तहत डिफ्लेक्शन, स्प्रिंग इंडेक्स, Wahl-सुधारित शियर स्ट्रेस, और सॉलिड हाइट लौटाता है। वायर व्यास d, मीन कॉइल व्यास D, सक्रिय कॉइलों की संख्या Na, और लागू बल F दर्ज करें। सब कुछ आपके ब्राउज़र में स्थानीय रूप से गणना होती है।
रेट k = G·d⁴/(8·D³·Na) है, जहाँ G सामग्री का शियर मॉड्यूलस है — म्यूज़िक वायर लगभग 79.3 GPa और स्टेनलेस लगभग 69 GPa, या आप एक कस्टम मान दर्ज कर सकते हैं। डिफ्लेक्शन Hooke के नियम से x = F/k के रूप में आता है। स्प्रिंग इंडेक्स C = D/d कॉइल अनुपात का वर्णन करता है, और Wahl सुधार फ़ैक्टर Kw = (4C − 1)/(4C − 4) + 0.615/C आंतरिक कॉइल सतह पर अतिरिक्त स्ट्रेस को ध्यान में रखता है, जिससे पीक शियर स्ट्रेस τ = Kw·8·F·D/(π·d³) मिलता है। यदि आप कुल कॉइल संख्या Nt दर्ज करते हैं, तो सॉलिड (पूरी तरह संपीड़ित) हाइट Ls = d·Nt है। SI (mm, N) रेट N/mm में और स्ट्रेस MPa में, या इम्पीरियल (in, lbf) रेट lbf/in में और स्ट्रेस psi में काम करें।
एक हल किए गए उदाहरण के रूप में, एक म्यूज़िक-वायर स्प्रिंग (G = 79.3 GPa) जिसमें d = 2 mm, D = 15 mm, और Na = 8 सक्रिय कॉइल हैं, की रेट k = 79,300 × 2⁴ / (8 × 15³ × 8) ≈ 5.87 N/mm है, इसलिए 50 N बल इसे लगभग 8.5 mm संपीड़ित करता है। इसका इंडेक्स C = 7.5 एक Wahl फ़ैक्टर 1.20 के पास और लगभग 285 MPa का सुधारित शियर स्ट्रेस देता है। सेट और थकान से बचने के लिए वर्किंग स्ट्रेस को सामग्री की अनुमेय सीमा के भीतर रखें।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
स्प्रिंग रेट कैसे गणना की जाती है?
एक राउंड-वायर हेलिकल कंप्रेशन स्प्रिंग की रेट k = G·d⁴/(8·D³·Na) है, जहाँ G शियर मॉड्यूलस है, d वायर व्यास, D मीन कॉइल व्यास, और Na सक्रिय कॉइलों की संख्या। चूँकि रेट d⁴ के साथ और D³ के व्युत्क्रम के साथ स्केल होती है, वायर या कॉइल व्यास में छोटे बदलाव स्टिफ़नेस को तेज़ी से बदल देते हैं।
स्प्रिंग इंडेक्स और Wahl फ़ैक्टर क्या हैं?
स्प्रिंग इंडेक्स C = D/d मीन कॉइल व्यास और वायर व्यास का अनुपात है, आमतौर पर 4–12। Wahl सुधार Kw = (4C − 1)/(4C − 4) + 0.615/C आंतरिक कॉइल सतह पर वक्रता और डायरेक्ट शियर को ध्यान में रखने के लिए नाममात्र शियर स्ट्रेस को बढ़ाता है, जिससे τ = Kw·8·F·D/(π·d³) मिलता है।
मुझे कौन सा शियर मॉड्यूलस उपयोग करना चाहिए?
सामग्री के शियर मॉड्यूलस G का उपयोग करें: म्यूज़िक वायर और हार्ड-ड्रॉन कार्बन स्टील के लिए लगभग 79.3 GPa (11.5 Mpsi), और 302/304 स्टेनलेस के लिए लगभग 69 GPa (10 Mpsi)। अपने वायर से मेल खाने वाला प्रीसेट चुनें, या कस्टम चुनें और अन्य मिश्र धातुओं के लिए G को GPa में दर्ज करें।
सॉलिड हाइट क्या है?
सॉलिड हाइट Ls स्प्रिंग की लंबाई है जब यह पूरी तरह संपीड़ित हो जाती है ताकि कॉइल स्पर्श करें, यहाँ वायर व्यास और कुल कॉइल संख्या Nt से Ls = d·Nt के रूप में गणना की जाती है। यह न्यूनतम लंबाई और अधिकतम उपयोगी डिफ्लेक्शन सेट करता है; स्प्रिंग को सेवा में कभी भी इसकी सॉलिड हाइट से नीचे संपीड़ित नहीं करना चाहिए।