Wie wird die theoretische Federrate ($k$) für ein Kamm-zu-Kamm Wellenfeder mit mehreren Windungen berechnet und welche Faktoren verursachen Nichtlinearität, wenn es sich der festen Höhe nähert?

Die theoretische Federrate $k$ für ein mehrgängiges Kamm-zu-Kamm Wellenfeder mit Unterlegscheibenenden wird aus der Formel $k = \frac{E \cdot b \cdot t^3 \cdot N^4}{D_m^3 \cdot Z \cdot 583}$ abgeleitet, wobei $E$ der Elastizitätsmodul, $b$ die radiale Wand, $t$ die Materialdicke und $N$ die ist Anzahl der Wellen pro Windung, $D_m$ ist der mittlere Durchmesser und $Z$ ist die Anzahl der aktiven Windungen. In der Praxis bleibt die Last-Durchbiegungskurve zwischen 20 % und 80 % der verfügbaren Durchbiegung linear. Wenn sich die Feder der „festen Höhe“ nähert, beginnen sich die Wellen zu „nisten“ oder zu berühren, was die aktive Länge des Balkens effektiv verringert und die Anzahl der parallel wirkenden Wellen $N$ erhöht. Dies führt zu einem exponentiellen Anstieg der Federrate, der oft als $k_{tatsächlich} = k_{theoretisch} \cdot (1 - \frac{f}{h})^{-1}$ ausgedrückt wird, wobei $f$ die Durchbiegung und $h$ die freie Höhe ist, obwohl empirische Tests für eine präzise Modellierung des Übergangs in feste Höhe erforderlich sind.