Fórmula y método
k = G d⁴ / (8 D³ nₐ). Multiplica G en GPa por 1000 para obtener N/mm². Con d y D en mm, k se obtiene en N/mm; multiplica por 1000 para N/m.
Ejemplo de cálculo
Con G=80 GPa, d=2 mm, D=20 mm y nₐ=8, la rigidez teórica es 2,5 N/mm, equivalente a 2500 N/m. Son datos de ejemplo, no valores nominales de un fabricante.
Supuestos y límites
- 80 GPa es un dato de ejemplo, no un valor deducido del nombre del material. Sustitúyelo por el módulo de corte correspondiente al material, estado y temperatura reales.
- D es el diámetro medio: si se conoce el exterior OD, D = OD − d. D debe ser mayor que d. Las espiras activas no son las totales; no se resta automáticamente un número de espiras de extremo.
- Solo se estima la rigidez del modelo geométrico indicado. No se calculan carga admisible, recorrido, altura sólida, fatiga, pandeo ni resonancia; el resultado no demuestra idoneidad ni seguridad.
- Quedan fuera los muelles de diámetro o paso variable, cónicos, de tracción o torsión y los alambres no redondos. La no linealidad cerca del contacto inicial o del cierre de espiras requiere otra evaluación.
Preguntas frecuentes
¿Puedo introducir el diámetro exterior o las espiras totales?
No. Indica el diámetro medio y las espiras activas. La forma de los extremos, el contacto y la fabricación afectan a la parte activa.
¿La rigidez indica la carga máxima?
No. También depende de la resistencia del material, tensión, recorrido, cierre de espiras, estabilidad y servicio. Aquí no se comprueban esas condiciones.
¿Por qué no hay un valor predefinido para acero o inoxidable?
El módulo de corte depende de la calidad, estado y temperatura. Introducir G de la documentación correspondiente evita confundir un ejemplo con una propiedad garantizada.