Calculadora de Mola Helicoidal de Compressão
Constante da mola, flecha sob carga, índice, factor de Wahl e a tensão de corte corrigida.
Resultados
O que faz esta ferramenta
A constante vai com a quarta potência do diâmetro do arame e com o inverso do cubo do diâmetro da espira, e é por isso que um décimo de milímetro no arame muda tudo e que as molas são tão sensíveis à tolerância de fabrico. O módulo de distorção anda pelos 79,3 GPa no arame de piano e no aço de mola ao carbono, e perto de 69 GPa no inox.
Fórmula
k = G d⁴ ÷ (8 D³ n) ; τ = K 8 F D ÷ (π d³)
Variáveis
| Símbolo | Significado | Unidade |
|---|---|---|
gm | Módulo de distorção | GPa |
dw | Diâmetro do arame | mm |
dc | Diâmetro médio da espira | mm |
na | Espiras activas | — |
fs | Força | N |
KS | Constante elástica | N/mm |
DF | Flecha | mm |
CI | Índice da mola | — |
KW | Factor de Wahl | — |
TA | Tensão mecânica | MPa |
EN | Energia | J |
Exemplo resolvido
- Módulo de distorção79,3 GPa
- Diâmetro do arame4 mm
- Diâmetro médio da espira25 mm
- Espiras activas8
- Força100 N
- Constante elástica20,3008 N/mm
- Flecha4,9259 mm
- Índice da mola6,2500
- Factor de Wahl1,24126
- Tensão mecânica123,470 MPa
- Energia0,24630 J
Limitações
- Para trabalhos que tenham de cumprir uma norma ou ser assinados, confirme o resultado com o regulamento aplicável e peça a revisão de um engenheiro qualificado.
- A fórmula assume condições ideais: sem perdas por atrito, sem resistência do ar e sem perdas de rendimento, a não ser que as introduza.
- O resultado é uma estimativa baseada apenas nos valores que introduziu. Situações reais incluem muitas vezes fatores que esta calculadora desconhece.
Perguntas frequentes
O que é que o factor de Wahl corrige?
A fórmula simples de torção assume o fio direito, mas numa mola ele está curvo, por isso o interior da espira fica mais solicitado do que o exterior. O factor de Wahl acrescenta esse efeito de curvatura mais o corte directo que a fórmula simples ignora. Conta sobretudo em molas muito enroladas: com um índice de 4 acrescenta quase quarenta por cento, enquanto com 12 acrescenta pouco mais de doze. Um índice entre 6 e 10 é o compromisso habitual entre essa concentração de tensões e a dificuldade de enrolar.