인장 스프링의 구조와 응용

인장 스프링의 구조와 응용 - 설계 계산기 포함

인장스프링 소개

인장 스프링이란?
인장 스프링은 외부 힘에 의해 늘어날 때(신장할 때) 에너지를 저장하고, 되돌아가려는 복원력으로 작동하는 기계 부품입니다. 문부터 가전제품, 산업기계 등 다양한 곳에서 중요한 역할을 수행합니다.

스프링 내용

인장 스프링의 전문적 활용과 소재별 특성

1. 철강 스프링: 저렴하고 가공성이 뛰어납니다.
2. 스테인리스 스프링: 부식에 강합니다.
3. 합금강 스프링: 높은 강도를 가집니다.
4. 플라스틱∙복합재 스프링: 경량화에 유리합니다.

인장 스프링 설계 공식
- 훅의 법칙: \( F = k \Delta x \)
- 스프링 상수(일반적인 원리): \( k = \frac{G d^4}{8 D^3 N} \)
- 최대 전단 응력: \( \tau_{max} = \frac{8 F D}{\pi d^3} \)

※ 인장 스프링은 보통 ‘초기 장력(initial tension)’이 있어, 하중이 작을 경우에는 스프링이 늘어나지 않는 특성이 있습니다. 여기서는 기본 훅의 법칙 적용만 예시로 들었습니다.

스프링 이미지

인장 스프링 계산기

계산 모드를 선택한 후 재질 및 치수를 입력하면, 스프링 상수/하중/전단응력 등 다양한 값을 확인할 수 있습니다.
(본 예시는 일반 훅의 법칙 관점으로 단순화한 모델입니다.)

계산 모드

재질 선택

전단탄성계수 G

평균지름 D (mm) 선경 d (mm)

활성코일수 N

인장량 (Δx)

결론

정리 및 마무리
인장 스프링은 초기 장력을 어떻게 설정하느냐에 따라 설계 성능이 크게 달라집니다. 본 계산기를 통해 인장 스프링의 다양한 동작 특성을 파악하고, 활용 시 고려해야 할 사항들을 점검해보세요.