EXTENSION SPRING
인장스프링 설계 계산기
초기장력을 포함한 코일 본체의 하중과 변형 계산
스프링 상수 k
N/mm
— kgf/mm사용 하중 F
N
— kgf코일 전단응력 τ
MPa
Wahl 보정 · 후크 제외인장 상태
개념도 · 축척 아님하중–인장량
현재 조건치수와 계산값
무부하 치수 mm- 외경 OD
- —
- 평균경 D
- —
- 내경 ID
- —
- 스프링 지수 C
- —
- 몸통 유효권수 Nₐ
- —
- 응력 보정계수 K_w
- —
- 초기장력 N
- —
- 초기장력 kgf
- —
계산식 · 초기장력 · 적용 범위
k = Gd⁴ / (8D³Nₐ)F = Fᵢ + kδ (코일 개방 후)δ = max[0, (F−Fᵢ)/k]L = L₀ + δτ = K_w · 8FD / (πd³)K_w = (4C−1)/(4C−4) + 0.615/C원형 선재·원통형 인장스프링의 코일 본체에 대한 선형 탄성 근사입니다. D는 평균경, C = D/d, Nₐ는 후크를 제외한 몸통 유효권수입니다. 후크 처짐은 제외하므로 실제 스프링 전체의 강성과 다를 수 있습니다.
초기장력 Fᵢ는 형상이 같아도 제조·열처리에 따라 달라집니다. 실측 또는 제작 사양을 직접 입력하며, 모르는 값을 0으로 간주하지 마세요. 코일 개방 후 응력은 추가 하중 kδ만이 아닌 전체 하중 Fᵢ+kδ로 계산합니다.
목표 하중이 초기장력보다 작으면 몸통 인장량은 0으로 계산합니다. 이 코일 미개방 구간은 접촉·잔류응력을 단순식으로 정할 수 없어 응력을 표시하지 않습니다. 인장량 0을 입력한 순방향 계산은 Fᵢ의 개방 시작 경계를 표시하며, 무부하 외력이라는 뜻이 아닙니다. 초기장력이 0이고 인장량도 0이면 하중·계산 응력은 0입니다.
자유장과 사용 길이는 모두 후크 안쪽 지지점 사이의 같은 기준을 사용합니다. 후크의 굽힘·비틀림 응력, 피로 수명, 최대 허용 인장량, 영구변형은 계산하지 않습니다. 그래프 끝은 표시 범위이며 허용 하중이나 허용 인장량이 아닙니다.
G 참고값: SWP·SW-B/SW-C·SWO 계열 78,000 MPa, SUS304·SUS316 69,000 MPa, SUS631J1 74,000 MPa. 재료 성적서와 사용 온도에 맞춰 수정하세요. 1 kgf = 9.80665 N입니다.
코일 본체의 설계 검토용 계산입니다. 실제 제작 전 후크 강도, 초기장력과 시제품 하중 시험을 확인하세요.