Calculo de resorte

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Dimensionado del resorte
Se diseña el resorte según la metodología del libro Shigley, Diseño en ingeniería mecánica. Capitulo 10
Resortes helicoidales.

El esfuerzo máximo en el alambre sepuede calcular mediante la suposición de esfuerzo cortante.
Se llega a:
τ=8FD/(πd^3 )+4F/(πd^2 )

Se define índice del resorte:
C=D/d
Se define un factor de corrección de esfuerzo cortante mediantela ecuación:
Ks=(2C+1)/2C
Luego el esfuerzo máximo queda:
τ=Ks 8FD/(πd^3 )
Efecto de curvatura
Es necesario determinar el factor de curvatura, suponga que el factor Ks se remplaza por otro quecorrige la curvatura y el esfuerzo cortante directo.
Kb=(4C+2)/(4C-3)
Constante del resorte
La relación deflexión- fuerza se obtiene del teorema de Castigliano. La constante del resorte tambiénllamada razón o escala del resorte está dada por:
K=(d^4 G)/(8D^3 N)
Donde G es el modulo transversal del material.

Diseño de resortes helicoidales de compresión a escuadra y esmerilado para servicioestático.

El intervalo preferido del índice del resorte es 4≤C≤12donde los índices mas bajos son los mas difíciles de formar.
El intervalo recomendado de espiras activas es 3≤Na≤15para mantenerla linealidad cuando un resorte está a punto de cerrarse.
El diseño se hace para un límite de operación del resorte del 75% entre F=0 y F=Fs de esta forma la fuerza máxima es limitada, se define ξrebase fraccional al cierre, entonces:
Fmax=1/((1+ξ)) Fs
Se recomienda ξ≥1,5
Se toma un factor de seguridad ns de manera que:
τs=Ssy/ns
Donde:
Ssy: tencion permisible al corte
τs:esfuerso de corteSe recomiendan valores de factor de seguridad de ns≥1,2

En resortes que se fabrican según fueron enrollados, en condiciones de trabajo, se tiene que el esfuerzo máximo en el alambre esta dadopor:
τs=Kb (8.Fs.D)/(π.d^3 )
Entonces se tiene:
Ssy/ns=((4C+2)/(4C-3))[(8.(1+ξ).Fmax.C)/(πd^2 )]
Se define:
α=Ssy/ns
β=(8.(1+ξ).Fmax)/(πd^2 )
Entonces el índice del resorte C, viene dado por:...
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