Wie wird die theoretische Federrate ($k$) für einen Kamm-zu-Kamm Wellenfeder mit mehreren Windungen berechnet und welche Korrekturfaktoren werden für nichtlineares Verhalten in der Nähe des abgeflachten Zustands angewendet?

Die Federrate $k$ für ein Kamm-zu-Kamm Wellenfeder wird aus der für die kreisförmige Geometrie angepassten Standardbalkengleichung abgeleitet. Die primäre Formel lautet $k = \frac{E \cdot b \cdot t^3 \cdot N^4}{I_D^3 \cdot ID \cdot n}$ wobei $E$ der Elastizitätsmodul ist, $b$ die radiale Wand ist, $t$ die Materialdicke ist, $N$ die Anzahl der Wellen pro Windung ist und $n$ die Anzahl der Windungen ist. Wenn sich die Feder jedoch ihrer festen Höhe nähert, wird die Rate aufgrund des „Bottom-Out“-Effekts, bei dem die Wellenspitzen beginnen, sich gegeneinander abzuflachen, nichtlinear, wodurch die aktive Länge des Balkens effektiv reduziert wird. Um dies zu berücksichtigen, wenden Ingenieure einen Korrekturfaktor $K$ an, der auf dem Verhältnis von $f/h$ (Ablenkung zu Wellenhöhe) basiert. Für hochpräzise Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt wird typischerweise eine nichtlineare Finite-Elemente-Analyse (FEA) durchgeführt, um die Geschwindigkeitsänderung abzubilden, sobald die Auslenkung 80 % des verfügbaren Verfahrweges überschreitet.