Answer
Ο κλασικός ρυθμός γραμμικού ελατηρίου ($k$) ενός ελατηρίου κύματος Crest-to-Crest πολλαπλών περιστροφών δίνεται από την τροποποιημένη εξίσωση ελατηρίου κύματος Timoshenko:
$$k = \frac{E \cdot b \cdot t^3 \cdot N_w^4}{P_m^3 \cdot N} \times K_g$$
Πού:
- Το $E$ είναι το μέτρο ελαστικότητας του Young ($N/mm^2$)
- $b$ είναι το ακτινικό πάχος τοιχώματος ($mm$)
- $t$ είναι το πάχος του υλικού ($mm$)
- $N_w$ είναι ο αριθμός των ενεργών κυμάτων ανά στροφή
- $P_m$ είναι η μέση διάμετρος ελατηρίου ($mm$), που υπολογίζεται ως $(D_{out} + D_{in}) / 2$
- $N$ είναι ο αριθμός των ενεργών στροφών
- Το $K_g$ είναι ένας συντελεστής διόρθωσης που βασίζεται στην επέκταση της διαμέτρου κατά την εκτροπή
Περιορισμοί Γραμμικής Εξίσωσης:
1. Τριβή και υστέρηση: Η επαφή μεταξύ των κορυφών του κύματος κατά τη διάρκεια της αξονικής εκτροπής δημιουργεί τριβή, με αποτέλεσμα υστέρηση και αύξηση του ενεργού ρυθμού ελατηρίου κατά τη φόρτωση έναντι της εκφόρτωσης.
2. Όρια εκτροπής: Ο τύπος είναι αυστηρά γραμμικός μόνο μέχρι περίπου το 80% της συνολικής διαθέσιμης απόκλισης. Πέρα από το 80%, τα κύματα αρχίζουν να πέφτουν προς τα κάτω ή να σχηματίζουν επαφή γραμμής, αυξάνοντας εκθετικά την ακαμψία του ελατηρίου.
3. Shim Ends: Εάν τα άκρα των άκρων (επίπεδα άκρα) έχουν καθοριστεί για ομοιόμορφη κατανομή του φορτίου, η συμβολή τους πρέπει να λαμβάνεται υπόψη καθώς αυξάνουν τη δομική ακαμψία και μειώνουν τις συνολικές ενεργές ενεργές στροφές.
