シングルターン ウェーブスプリング の動作応力と疲労寿命に対する「波の数」($N$) の影響は何ですか?

波の数 $N$ は、特定のたわみに対する動作応力に反比例します。曲げ応力 $\sigma$ は $\sigma = \frac{3 \pi P D}{4 N^2 b t^2}$ によって計算されます。ここで、$P$ は荷重、$D$ は平均直径です。 $N$ を増やすと、総たわみがより多くの接触点に分散され、ピーク間のビームの長さが効果的に短縮されるため、特定の荷重点での応力が減少します。ただし、$N$ を増加すると、バネ定数 $K$ も指数関数的に ($N^4$) 増加するため、バネが非常に硬くなる可能性があります。自動車のクラッチ パックなどの疲労が重要な用途では、必要なクランプ力を維持しながら、交番応力振幅を材料 (通常は $SAE 1070-1090$ 炭素鋼) の耐久限界以下に保つように $N$ が最適化されています。