¿Dónde puedo encontrar las ecuaciones de diseño para resortes helicoidales rectangulares, también conocidos como resortes de revista?

Answer 1

Estás hablando de resortes que tienen una bobina rectangular, no un cable rectangular. Esta primavera usará un cable de música estándar con una sección transversal circular.

Con un resorte helicoidal normal, puede verlo casi como un resorte de torsión en algunos aspectos, ya que la carga en el resorte hace que el cable se retuerza. En un resorte helicoidal normal, el cable se enrolla en espiral, de modo que la torsión se multiplica por la longitud del resorte y la longitud del cable para obtener la distancia de compresión.

Con un resorte rectangular, tiene lados largos y cortos que aún estarán en torsión, pero también estarán doblados por la viga. Esto hace que el análisis sea más difícil, porque la torsión en los lados cortos es mayor que la torsión en los lados largos, y ahora también hay flexión de la viga, que es mayor en los lados largos que en los cortos.

No sé exactamente lo difícil que sería encontrar una tasa de resorte particular para un diseño de resorte en particular. Cualquier ingeniero mecánico probablemente podría darte una buena estimación. Esto es en comparación con los muelles helicoidales regulares, que están cubiertos en la clase de diseño de máquinas de primer año.

También se vuelve más complejo con la geometría del resorte. Los resortes de 1911 tienen lados largos con arcos en los lados cortos, a solo un paso de un resorte helicoidal. Los resortes AR-15 son completamente rectangulares, lo que sería algo más difícil de analizar.

Alguien (tal vez yo más tarde hoy) probablemente pueda saltar con algunos números duros.

Answer 2

El ajuste de diseño más significativo que necesita hacer es la rigidez torsional de una viga rectangular. Primero, recuerde, el cable en un resorte de compresión tipo bobina se tensa (desvía) en torsión a medida que el resorte se comprime. La fórmula está aquí Torsión constante. Desplácese hacia abajo de la página para encontrar Rectángulo y la fórmula .
Lo segundo que debe tener en cuenta es que, a pesar del diseño tradicional que afirma para los resortes de revistas, el cable de sección transversal generalmente rectangular es una mala compensación en términos de almacenamiento de energía versus peso. Si prueba las fórmulas en el artículo que acabo de mencionar para usted y compara los resultados de los momentos de inercia de haz circular y rectangular, verá por qué.
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La tercera cosa a tener en cuenta es la disponibilidad de alambre de resorte redondo versus rectangular y la calidad de acabado superficial disponible en cada uno. Aunque hay resortes de matriz hechos de alambre rectangular, el punto de referencia para la confiabilidad de los resortes son los resortes de válvulas del motor. Estos están hechos de alambre de cromo-silicio de grado de válvula como Gibbs o Seneca. No tiene el ciclo de vida del entorno térmico de un resorte de válvula, pero le da algo en qué pensar.