高速ダイナミックアプリケーションでは、ウェーブスプリング の高調波共振はどのように計算されますか?

ウェーブスプリング の固有振動数 $f_n$ は、自動車の高速トランスミッションにおいて、共振による疲労を回避するために重要です。基本周波数は $f_n = \frac{1}{2 \pi} \sqrt{\frac{K g}{W}}$ で与えられます。ここで、$K$ はバネ定数、$g$ は重力定数、$W$ はバネの重量です。 ウェーブスプリング は従来のコイル スプリングよりも質量がはるかに小さいため、固有振動数が大幅に高く、共振点が機械の動作範囲外に移動することがよくあります。ただし、複数巻きのばねの場合、個々の巻きが局所的な振動モードを示すこともあります。エンジニアは有限要素解析 (FEA) を使用して、システムの励起周波数がばねの 1 次または 2 次高調波と一致していないことを検証します。そうしないと、「波跳び」や早期故障が発生する可能性があります。