Calculadora de la constante del resorte
Calcula constante, fuerza o deformación con la ley de Hooke, rigidez equivalente en serie y paralelo, y rigidez helicoidal según las dimensiones del alambre y las espiras.
¿Qué es la constante del resorte?
La constante del resorte, también llamado muelle, es la fuerza necesaria para alargarlo o comprimirlo una unidad de longitud. También se llama constante elástica o rigidez. En un resorte lineal, la fuerza es proporcional a la deformación, según la ley de Hooke: F = k × x. La unidad es N/m, aunque en la práctica se usa más N/mm.
La energía almacenada en el resorte es el área bajo la recta de fuerza y deformación: E = k × x² / 2.
Resortes en serie y en paralelo
Los resortes unidos por sus extremos actúan en serie. Todos soportan la misma fuerza, las deformaciones se suman y el sistema resulta menos rígido: 1 / k = 1 / k₁ + 1 / k₂. Los resortes dispuestos uno junto a otro actúan en paralelo. Todos se deforman lo mismo, las fuerzas se suman y el sistema resulta más rígido: k = k₁ + k₂.
Rigidez de un resorte helicoidal
La rigidez de un resorte helicoidal de alambre redondo se obtiene a partir de sus dimensiones: k = G × d⁴ / (8 × D³ × N_a), donde d es el diámetro del alambre, D el diámetro medio de las espiras, N_a el número de espiras activas y G el módulo de cortadura del alambre. Como el diámetro del alambre interviene elevado a la cuarta potencia, un alambre un 10 % más grueso aumenta la rigidez aproximadamente un 46 %.
Ejemplo
Un resorte que se acorta 25 mm bajo 200 N tiene una rigidez de 200 / 25 = 8 N/mm y almacena 2,5 J. Dos resortes de 10 y 15 N/mm dan 6 N/mm en serie y 25 N/mm en paralelo.
Límites
El cálculo corresponde a resortes lineales dentro del intervalo elástico. Deja de ser válido cuando el resorte llega a bloque o el alambre comienza a plastificarse. Para la tensión del alambre, consulta la calculadora de resortes de compresión.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se calcula la constante de resortes en serie?
Por ejemplo, al sumar las flexibilidades de resortes en serie, se obtiene una rigidez equivalente de 4 N/mm a partir de 12 N/mm y 6 N/mm. Ambos soportan la misma fuerza y sus alargamientos se suman, suponiendo comportamiento elástico lineal, flexibilidad despreciable de las conexiones y ausencia de contacto con topes, sin evaluar la vida a fatiga.
Calculadoras relacionadas
-
Ingeniería mecánica
Calculadora de resortes helicoidales de compresión
Constante, tensión (Wahl), deformación, longitud a bloque y pandeo de un resorte de compresión según el diámetro del alambre, el diámetro de espira y las espiras activas. -
Ingeniería mecánica
Calculadora de carga dinámica equivalente de rodamientos
Carga dinámica equivalente: P = X × Fr + Y × Fa. Compara Fa / Fr con el límite e. Introduce los factores del catálogo para las cargas radial y axial. -
Ingeniería mecánica
Calculadora de centro de masa y centro de gravedad
Centro de masa de varias piezas según su masa y posición x, y, z. Representa huecos con masa negativa. Incluye masa total, gráfico y exportación CSV. -
Ingeniería mecánica
Calculadora de coordenadas de taladros en círculo (PCD)
Obtén X e Y de cada taladro de una brida según diámetro del círculo, cantidad y ángulo inicial. Dibujo a escala, separación, CSV e impresión. -
Ingeniería mecánica
Calculadora de dilatación térmica y ajustes con apriete
Dilatación ΔL = α × L × ΔT y tensión térmica con restricción. Ajustes con apriete: presión de Lamé, tensión del cubo, capacidad de par y temperatura de montaje. -
Ingeniería mecánica
Calculadora de eficiencia mecánica y pérdida de potencia
Eficiencia y pérdidas según potencias de entrada y salida. Despeja la potencia de entrada o salida con la eficiencia. Eficiencia total de etapas en serie.
¿Has encontrado un error o falta algo?
Si un valor parece incorrecto, falta una medida o necesitas una función, escríbenos para que podamos corregirlo.