lineare
- la molla classica: la forza di risposta è direttamente proporzionale alla deformazione della molla (non siate pignoli...è per capirsi)
F=-k(x-x0) ossia forza = costante * spostamento da un punto (ad esempio quello di riposo)
k per una molla lineare è una costante (con una buona approssimazione)
K= d^4/D/3* G/(8n)
G= modulo di taglio del materiale (stesso ordine di grandezza del modulo di young. Dipende dalla lega)
d= diametro del "filo" che compone la spira
D= diametro della spira
n= numero di spire attive (vanno escluse quelle attaccate le une alle altre, quindi sono le spire che partecipano alla deformazione)
formula valida con alcune ipotesi semplificative, tra cui d/D piccolo (non va tanto bene per una molla di un treno!). Altra ipotesi è che le spire siano abbastanza vicine tra loro (altrmenti non è una molla ma un cavatappi!)
Per capirci, una molla è tanto più rigida quanto è spesso il "filo", minore il diametro della molla, migliore il materiale e minore il numero di spire!!
attenzione, la lunghezza entra in gioco tramite diametro e numero di spire
l=~3.141*n*D
Insomma ora avete un idea di come funzionano le molle lineari.
Per quelle non lineari le possibili soluzioni riguardano la variazione del numero di spire attive in funzione della compressione (basta variare la distanza tra le spire) oppure la variazione del diametro della molla.Un ulteriore modo sarebbe quello di variare il diametro del filo,ma industrialmente e' una complicazione inaccettabile, quindi non si fa.Un ulteriore modo usato e' quello di variare il diametro della spira, in pratica fare la molla conica anziche' cilindrica, o a botte, cioe' biconica, come gli ammortizzatori marzocchi degli anni 70 o le molle della sella di molte bici da passeggio.
Il modo tipico usato nelle forcelle e' la variazione del passo della spira
L'idea della molla non lineare è quella che deve fornire una risposta che non è sempre proporzionale alla deformazione, ma che vari con essa, ad esempio per essere "morbida" sulle piccole irregolarità del terreno e rigida per le grosse deformazioni che induce una frenata....
Utili fonti per un minimo di teoria e/o formule
Link a pagina di Carmnap.it
Link a pagina di Misumi-europe.com