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Mola de tração

Força e tensão nas extensões instalada (pré-carga) e de trabalho, mais o fator de segurança à fadiga para o ciclo entre elas. Tanto o corpo da espira (corte) como o gancho (flexão) são verificados — o gancho quase sempre governa e não pode receber shot-peening, pelo que é assinalado separadamente.

Mola de tração — curso de trabalho k = —

Diâmetro do fio d mm

Diâmetro médio da espira D mm

Espiras ativas (do corpo) n_a voltas

Tensão inicial F_i N

Extensão de pré-carga δ₁ mm

Extensão de trabalho δ₂ mm

Material

Acabamento do corpo

Notas de engenharia

Dois pontos de funcionamento

Rigidez k = G·d⁴ / (8·D³·n_a); força total F = F_i + k·δ na pré-carga (δ₁) e em trabalho (δ₂). As espiras mantêm-se fechadas até F > F_i.
Corte do corpo τ = K_W · 8·F·D / (π·d³). Flexão do gancho σ = K_b · 16·F·D / (π·d³) + 4·F/(π·d²), K_b a partir do raio de dobra do gancho (assumido = raio da espira).
S_ut = A / d^m; cedência estática ao corte ≈ 0.45·S_ut, cedência à flexão do gancho ≈ 0.75·S_ut.

Fadiga

Corpo: Goodman com resistência ao corte de Zimmerli (sem shot-peening S_sa=241, S_sm=379 MPa; com shot-peening 398/534), S_su=0.67·S_ut.
Gancho: Goodman em flexão com resistência à fadiga ≈ 0.4·S_ut. O gancho normalmente governa e não pode receber shot-peening no interior — generosamente arredonde-o.
n_f ≥ 1 é vida infinita (>10⁶ ciclos). O n_f indicado é o pior entre o corpo e o gancho.

Resultado

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