Hitung laju pegas k = Gd⁴/(8D³Na), defleksi, indeks pegas, tegangan geser terkoreksi Wahl, dan tinggi padat untuk pegas tekan heliks kawat bundar.
Masukkan diameter kawat, diameter kumparan rata-rata, kumparan aktif, material, dan gaya untuk laju, defleksi, dan tegangan.
Tentang alat ini
Kalkulator Pegas Tekan Heliks adalah alat gratis berbasis peramban yang menghitung properti mekanis pegas tekan heliks kawat bundar dari geometri dan materialnya. Alat ini mengembalikan laju pegas k = G·d⁴/(8·D³·Na), defleksi di bawah gaya tertentu, indeks pegas, tegangan geser terkoreksi Wahl, dan tinggi padat. Masukkan diameter kawat d, diameter kumparan rata-rata D, jumlah kumparan aktif Na, dan gaya yang diterapkan F. Semuanya dihitung secara lokal di peramban Anda.
Laju adalah k = G·d⁴/(8·D³·Na), di mana G adalah modulus geser material — music wire sekitar 79,3 GPa dan stainless sekitar 69 GPa, atau Anda dapat memasukkan nilai kustom. Defleksi mengikuti hukum Hooke sebagai x = F/k. Indeks pegas C = D/d menggambarkan proporsi kumparan, dan faktor koreksi Wahl Kw = (4C − 1)/(4C − 4) + 0.615/C memperhitungkan tegangan ekstra pada permukaan kumparan dalam, memberikan tegangan geser puncak τ = Kw·8·F·D/(π·d³). Jika Anda memasukkan jumlah kumparan total Nt, tinggi padat (terkompresi penuh) adalah Ls = d·Nt. Bekerja dalam SI (mm, N) dengan laju dalam N/mm dan tegangan dalam MPa, atau imperial (in, lbf) dengan laju dalam lbf/in dan tegangan dalam psi.
Sebagai contoh terselesaikan, pegas music-wire (G = 79,3 GPa) dengan d = 2 mm, D = 15 mm, dan Na = 8 kumparan aktif memiliki laju k = 79.300 × 2⁴ / (8 × 15³ × 8) ≈ 5,87 N/mm, jadi gaya 50 N menekannya sekitar 8,5 mm. Indeksnya C = 7,5 memberikan faktor Wahl mendekati 1,20 dan tegangan geser terkoreksi sekitar 285 MPa. Jaga tegangan kerja dalam batas izin material untuk menghindari set dan fatik.
Pertanyaan yang sering diajukan
Bagaimana laju pegas dihitung?
Laju pegas tekan heliks kawat bundar adalah k = G·d⁴/(8·D³·Na), di mana G adalah modulus geser, d diameter kawat, D diameter kumparan rata-rata, dan Na jumlah kumparan aktif. Karena laju berskala dengan d⁴ dan berbanding terbalik dengan D³, perubahan kecil pada diameter kawat atau kumparan menggeser kekakuan secara tajam.
Apa itu indeks pegas dan faktor Wahl?
Indeks pegas C = D/d adalah rasio diameter kumparan rata-rata terhadap diameter kawat, biasanya 4–12. Koreksi Wahl Kw = (4C − 1)/(4C − 4) + 0.615/C menaikkan tegangan geser nominal untuk memperhitungkan kelengkungan dan geser langsung pada permukaan kumparan dalam, memberikan τ = Kw·8·F·D/(π·d³).
Modulus geser mana yang harus saya gunakan?
Gunakan modulus geser G material: sekitar 79,3 GPa (11,5 Mpsi) untuk music wire dan baja karbon hard-drawn, dan sekitar 69 GPa (10 Mpsi) untuk stainless 302/304. Pilih preset yang cocok dengan kawat Anda, atau pilih kustom dan masukkan G dalam GPa untuk paduan lain.
Apa itu tinggi padat?
Tinggi padat Ls adalah panjang pegas saat terkompresi penuh sehingga kumparan bersentuhan, dihitung di sini sebagai Ls = d·Nt dari diameter kawat dan jumlah kumparan total Nt. Ini menetapkan panjang minimum dan defleksi maksimum yang dapat digunakan; pegas tidak boleh ditekan di bawah tinggi padatnya dalam layanan.