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Muelle de extensión

Fuerza y tensión en las extensiones instalada (precarga) y de trabajo, más el factor de seguridad a fatiga del ciclado entre ambas. Se comprueban tanto el cuerpo de la espira (cortante) como el gancho (flexión): el gancho casi siempre gobierna y no se puede granallar, por lo que se señala por separado.

Muelle de extensión — carrera de trabajo k = —

Diámetro de hilo d mm

Diámetro medio de espira D mm

Espiras activas (cuerpo) n_a vueltas

Tensión inicial F_i N

Extensión de precarga δ₁ mm

Extensión de trabajo δ₂ mm

Material

Acabado del cuerpo

Notas de ingeniería

Dos puntos de funcionamiento

Rigidez k = G·d⁴ / (8·D³·n_a); fuerza total F = F_i + k·δ en precarga (δ₁) y en trabajo (δ₂). Las espiras permanecen cerradas hasta que F > F_i.
Cortante del cuerpo τ = K_W · 8·F·D / (π·d³). Flexión del gancho σ = K_b · 16·F·D / (π·d³) + 4·F/(π·d²), K_b a partir del radio de curvatura del gancho (tomado = radio de espira).
S_ut = A / d^m; límite elástico estático a cortante ≈ 0.45·S_ut, límite elástico a flexión del gancho ≈ 0.75·S_ut.

Fatiga

Cuerpo: Goodman con límite de fatiga a cortante de Zimmerli (sin granallar S_sa=241, S_sm=379 MPa; granallado 398/534), S_su=0.67·S_ut.
Gancho: Goodman a flexión con límite de fatiga ≈ 0.4·S_ut. El gancho suele ser el que gobierna y no se puede granallar por dentro: dale un radio generoso.
n_f ≥ 1 es vida infinita (>10⁶ ciclos). El n_f indicado es el peor entre el cuerpo y el gancho.

Resultado

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