Answer
Den klassiske lineære fjederhastighed ($k$) for en flerdrejning Crest-to-Crest-bølgefjeder er givet af den modificerede Timoshenko-bølgefjederligning:
$$k = \frac{E \cdot b \cdot t^3 \cdot N_w^4}{P_m^3 \cdot N} \time K_g$$
Hvor:
- $E$ er de unges elasticitetsmodul ($N/mm^2$)
- $b$ er den radiale vægtykkelse ($mm$)
- $t$ er materialetykkelsen ($mm$)
- $N_w$ er antallet af aktive bølger pr. tur
- $P_m$ er den gennemsnitlige fjederdiameter ($mm$), beregnet som $(D_{out} + D_{in}) / 2$
- $N$ er antallet af aktive omgange
- $K_g$ er en korrektionsfaktor baseret på udvidelsen af diameteren under afbøjning
Begrænsninger af lineær ligning:
1. Friktion og hysterese: Kontakt mellem bølgetoppe under aksial afbøjning genererer friktion, hvilket resulterer i hysterese og en stigning i den effektive fjederhastighed under belastning vs. aflæsning.
2. Afbøjningsgrænser: Formlen er strengt lineær kun op til cirka 80 % af dens samlede tilgængelige afbøjning. Ud over 80 % begynder bølgerne at bunde ud eller danne linjekontakt, hvilket eksponentielt øger fjederstivheden.
3. Shim ender: Hvis shim-ender (flade ender) er specificeret til at fordele belastningen jævnt, skal deres bidrag tages i betragtning, da de øger den strukturelle stivhed og mindsker de samlede effektive aktive drejninger.
