Перейти к содержанию
Избранное

Калькулятор резонансной частоты пружины по модулю Юнга

Обновлено:

Этот калькулятор вычисляет резонансную частоту пружины по её геометрическим параметрам, плотности материала и модулю упругости при сдвиге (G). Он идеально подходит для оценки динамики винтовых пружин в прецизионных механических, автомобильных и вибрационных системах.

Оценка резонанса пружины по модулю сдвига

Поля ввода
D
m
Средний диаметр витков пружины
d
m
Диаметр проволоки
n
Число рабочих витков
ρ
кг/м³
Плотность материала пружины (например, 7850 для стали)
G
Па
Модуль сдвига материала
Если включено, результат будет автоматически обновляться при изменении любого значения.

Резонансная частота пружины по модулю Юнга или модулю сдвига

Формула
$$f_{\text{рез}} = \frac{d}{D^2} \cdot \sqrt{ \frac{9 \cdot G}{n \cdot \rho} }$$

Где:

  • $$f_{\text{рез}}$$ = резонансная частота (Гц)
  • $$d$$ = диаметр проволоки (м)
  • $$D$$ = диаметр витка (м)
  • $$n$$ = число рабочих витков
  • $$\rho$$ = плотность материала (кг/м³)
  • $$G$$ = модуль сдвига (Па)

Эта формула следует из динамики системы «пружина–масса» и теории упругости материала в предположении отсутствия демпфирования.


Резонансная частота пружины по модулю Юнга — пример расчёта

Дано:

  • $$d$$ = 0,003 м
  • $$D$$ = 0,03 м
  • $$n$$ = 8
  • $$\rho $$= 7850 кг/м³ (сталь)
  • $$G$$ = 79,3 × 10⁹ Па

Расчёт:

  1. $$f_{\text{рез}} = \frac{0,003}{0,03^2} \cdot \sqrt{ \frac{9 \cdot 79,3 \cdot 10^9}{8 \cdot 7850} }$$
  2. $$= \frac{0,003}{0,0009} \cdot \sqrt{ \frac{713,7 \cdot 10^9}{62800} }$$
  3. $$≈ 3,33 \cdot \sqrt{1136226,11} ≈ 3,33 \cdot 1065,2 ≈ 3547~\text{Гц}$$


Резонансную частоту винтовой пружины можно точно моделировать, используя геометрию проволоки, плотность и модуль упругости материала. Этот калькулятор незаменим для инженеров, проектирующих системы подвески, виброизоляторы и механические резонаторы, где требуется точное управление частотой. Он позволяет конструкторам исследовать, как изменение диаметра проволоки, числа витков или материала влияет на динамические характеристики.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *