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Molla a compressione

Una molla reale lavora tra due posizioni: installata (precarico) e di esercizio (massimo). Imposta entrambe e ottieni forza e tensione in ciascuna, il gioco residuo fino al pacco e — la parte che decide se sopravvive — un fattore di sicurezza a fatica per il ciclo tra i due carichi. La resistenza del filo è ricavata dal diametro effettivo del filo, così il filo sottile risulta correttamente più resistente.

Molla di compressione — corsa di esercizio k = —

Diametro del filo d mm

Diametro medio della spira D mm

Spire attive n_a turns

Lunghezza libera L₀ mm

Deflessione di precarico δ₁ mm

Deflessione di esercizio δ₂ mm

Materiale

Finitura superficiale

Note di progettazione

Due punti di lavoro

Rigidezza k = G·d⁴ / (8·D³·n_a); forze F = k·δ al precarico (δ₁) e in esercizio (δ₂).
Tensione di taglio τ = K_W · 8·F·D / (π·d³), K_W = (4C−1)/(4C−4) + 0.615/C.
La resistenza a trazione dipende dalla dimensione: S_ut = A / d^m (A, m secondo il materiale). Snervamento statico a taglio ≈ 0.45·S_ut.

Fatica (Goodman + Zimmerli)

Taglio alternato / medio τ_a = (τ₂−τ₁)/2, τ_m = (τ₂+τ₁)/2.
Resistenza a fatica secondo Zimmerli (indipendente dalla dimensione): non pallinato S_sa=241, S_sm=379 MPa; pallinato 398 / 534 MPa. Goodman: S_se = S_sa/(1−S_sm/S_su), S_su=0.67·S_ut.
Fattore di fatica n_f = 1 / (τ_a/S_se + τ_m/S_su). n_f ≥ 1 indica vita infinita (>10⁶ cicli); la pallinatura raddoppia all'incirca la resistenza a fatica alternata.
Mantieni l'indice C tra 4 e 12, il punto di lavoro lontano dal pacco e L₀/D < 4 per evitare l'instabilità.

Risultato

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