Calculadora de constante elástica da mola

O que é a constante elástica?

A constante elástica é a força necessária para alongar ou comprimir uma mola por unidade de comprimento. Também é chamada de rigidez da mola. Em mola linear, a força é proporcional à deformação, conforme a lei de Hooke: F = k × x. A unidade é N/m ou, na prática, mais frequentemente N/mm.

A energia armazenada é a área sob a reta de força e deformação: E = k × x² / 2.

Molas em série e paralelo

Molas ligadas pelas extremidades atuam em série. Cada uma recebe a mesma força, as deformações se somam e o conjunto fica mais flexível: 1 / k = 1 / k₁ + 1 / k₂. Molas lado a lado atuam em paralelo. Cada uma deforma igualmente, as forças se somam e o conjunto fica mais rígido: k = k₁ + k₂.

Rigidez de uma mola helicoidal

A rigidez de mola helicoidal de fio circular vem das dimensões: k = G × d⁴ / (8 × D³ × N_a), em que d é o diâmetro do fio, D o diâmetro médio da espira, N_a o número de espiras ativas e G o módulo de cisalhamento do fio. Como o diâmetro do fio está na quarta potência, um fio 10 % mais grosso deixa a mola cerca de 46 % mais rígida.

Exemplo

Uma mola que encurta 25 mm sob 200 N tem rigidez de 200 / 25 = 8 N/mm e armazena 2,5 J. Duas molas de 10 e 15 N/mm fornecem 6 N/mm em série e 25 N/mm em paralelo.

Limites

O cálculo considera molas lineares no regime elástico. Deixa de valer quando as espiras encostam ou o fio começa a escoar. Para tensão no fio, consulte a calculadora de mola de compressão.

Perguntas frequentes

Como calcular a constante elástica de molas em série?

Por exemplo, a soma das flexibilidades de molas em série fornece rigidez equivalente de 4 N/mm a partir de 12 N/mm e 6 N/mm. Ambas recebem a mesma força e seus alongamentos se somam, supondo comportamento elástico linear, flexibilidade desprezível das conexões e ausência de contato com batentes, sem avaliar a vida à fadiga.

Calcular com estes valores