Questo tutorial ti guiderà attraverso le fasi di progettazione di una molla a trazione di esempio.


Inizia creando un nuovo progetto di molla a trazione:

Prima di fare qualsiasi altra cosa, controlla le unità, lo standard di progettazione e lo standard di tolleranza selezionati. Questi sono impostati di default su Metrico, EN 13906-2 e DIN 2097 (al momento della stesura di questo documento, non esiste uno standard di tolleranza EN per le molle a trazione). Se hai bisogno di creare le tue unità personalizzate per adattarle a un disegno, puoi farlo tramite Strumenti > Opzioni.

Poi procediamo lungo il lato sinistro, iniziando dalla sezione Dati richiesti che riguarda gli input di base che probabilmente conosci prima di iniziare una progettazione, come il materiale e il tipo di anello terminale. (A volte la scelta del materiale cambierà quando guardi i risultati della progettazione, ma in generale avrai un'idea abbastanza chiara da dove iniziare.) Per ora puoi lasciarli così come sono.

Passiamo quindi alla sezione Parametri di progettazione. Qui si inserisce la forma di base della molla. Inizieremo lasciando l'opzione di progettazione a tendina in alto su “Imposta tensione iniziale, lunghezza libera + 3 altri parametri”.

Si può notare che ci sono 6 parametri, che insieme definiscono la molla. In basso a sinistra c'è una colonna di caselle di controllo; queste indicano quali valori sono specificati. Si può notare che le variabili Tensione iniziale e Lunghezza libera sono già selezionate. Questo perché le altre quattro variabili sono correlate, ma la tensione iniziale e la lunghezza libera della molla sono indipendenti, quindi dobbiamo specificarle.


Fare clic sulla casella di immissione del valore accanto a Diametro del filo e digitare 3. In questo modo, la casella di controllo viene automaticamente selezionata per indicare che abbiamo specificato questa variabile.

Premere Invio per passare alla casella del diametro esterno. Inserire 20 (è anche possibile specificare un diametro interno o medio della spira cliccando sull'etichetta sottolineata "Diametro esterno") e poi 25 per il numero totale di spire. A questo punto la casella della rigidità della molla diventa disattivata e non è possibile modificarla, così come la casella di selezione accanto ad essa. Ciò indica che la rigidità sarà la variabile calcolata.

Digita 50 per la tensione iniziale e 106 per la lunghezza libera (e premi Invio) e appariranno molti numeri su tutto lo schermo. Questo perché ora abbiamo informazioni sufficienti per calcolare la nostra molla. Non abbiamo inserito alcun dato operativo (come viene utilizzata la molla), ma ci sono comunque molte informazioni.


Innanzitutto, è possibile vedere la rigidità della molla pari a 6,72 N/mm. Poi, sul lato destro, abbiamo le aree Dati calcolati e Dati di sollecitazione. I Dati calcolati sono informazioni generali sulla molla nella sua posizione libera. È possibile personalizzare completamente ciò che viene mostrato in questa griglia da Strumenti > Opzioni > Dati calcolati.


Se guardiamo nella griglia Dati di sollecitazione, possiamo vedere che ci sono 5 classi per il materiale scelto (acciaio al carbonio trafilato EN 10270-1), che sono SL, SM, DM, SH e DH. Alcuni materiali avranno un unico grado (ad es. ASTM A228), altri diversi. La resistenza alla trazione di ciascuno è indicata accanto al nome. L'ultima colonna rappresenta la tensione iniziale, espressa in percentuale della resistenza alla trazione. Quindi, all'aumentare della resistenza, il valore % Tensione si riduce.

Torniamo ai Parametri di progettazione e modifichiamo leggermente il nostro progetto. Se si deseleziona la casella di controllo accanto a Spire totali, questa diventa la variabile calcolata e ora possiamo specificare la rigidità della molla. Modificando il valore da 6,72 a 10, si può notare che il numero di spire si riduce da 25 a 16,8.


Potreste anche notare che una delle variabili nella griglia Dati calcolati è ora in rosso: il valore Lunghezza aggiunta. Questo perché nel primo progetto la lunghezza libera corrispondeva perfettamente al numero di spire e alla lunghezza delle spire. Ora che abbiamo ridotto il numero di spire, dobbiamo inserire una lunghezza aggiuntiva (un tratto di filo rettilineo) per mantenere invariata la lunghezza libera. Non è un problema particolare, ma è bene esserne a conoscenza, motivo per cui è in rosso.

Ora inseriamo alcuni dati operativi. Clicca nella colonna con l'intestazione 1 accanto all'etichetta Lunghezza e digita 120 (poi premi Invio). Questo calcola vari parametri per una lunghezza utile di L1 = 120 mm e crea anche una colonna vuota per la posizione 2. Inserisci 500 in questa colonna nella riga Carico, per F2 = 500 N. Potresti anche inserire una deflessione (dalla posizione libera) o una deflessione utile (rispetto a L1).


Questo popola anche la griglia Dati di sollecitazione, uno dei risultati più importanti. Oltre alla sollecitazione di trazione iniziale, ora abbiamo i valori % di trazione per le due posizioni di lavoro (per il grado DH, ad esempio, 17% a L1 e 44% a L2).


Si noterà inoltre che per i primi tre gradi, il valore % Tensile è visualizzato con uno sfondo rosso nella colonna L2. Ciò è dovuto al fatto che il limite di sollecitazione di servizio nella norma EN 13906-2 è pari al 45% della trazione e, per questi tre gradi, il valore è superiore a tale soglia. Per SH e DH, il filo è più resistente, pertanto il valore è inferiore al 45%.