Federkonstante und Auslenkung einer Feder berechnen

Rechner für die Federkonstante aus den Eigenschaften einer Feder aus Draht und für die Auslenkung (Verlängerung) bei einer bestimmten Gewichtskraft..

Federkonstante

Die Federkonstante gibt an, um wie viel sich eine Feder verlängert, wenn man ein Gewicht an sie hängt, genauer gesagt gibt sie die Verlängerung in Meter bei einem Gewicht von einem Newton an. Diese Konstante gilt jeweils nur für eine bestimmte Feder und solche gleicher Größe. Das Schubmodul für Federstahldraht ist 81500 N/mm², für andere Materialien muss es den Materialspezifikationen entnommen werden. Bitte vier beliebige Werte angeben, der fünfte Wert wird berechnet.

Durchmesser des Drahtes dD:		mm
Durchmesser der Feder dF:		mm
Anzahl der Windungen n:
Schubmodul G:		N/mm²
Federkonstante D:		N/m

Formel: D = G * d_D⁴ / ( 8 * d_F³ * n )

Auslenkung einer Feder

Die Auslenkung einer Feder besagt, um welche absolute Länge sich eine Feder verlängert, wenn man ein bestimmtes Gewicht an sie hängt. Bedingung ist, dass die Feder nicht überdehnt. Die Gewichtskraft wird in Newton gemessen, kann aber hier auch als Masse in Kilogramm angegeben werden, der Umrechnungsfaktor ist 9,81 N/kg. Mit diesem Rechner kann die Federkonstante empirisch ermittelt werden. Die Berechnung erfolgt nach dem Hookeschen Gesetz. Bitte zwei Werte eingeben und die Einheit für Gewicht beziehungsweise Masse und die Auslenkung auswählen, der dritte Wert wird berechnet.

Gewicht g, Masse:		Nkg
Auslenkung s:		mmcmm
Federkonstante D:		N/m

Formel: D = g / s

Wie alles andere sind auch Federn nicht beliebig belastbar. Bei einer Überdehnung durch zu große Kraft tritt eine nicht mehr rückgängig zu machende Verformung ein. Die Feder kann dann nicht mehr in ihre ursprüngliche Form, welche sie ohne äußere Krafteinwirkung hat, zurückkehren und ist nicht mehr zu gebrauchen. Wenn man einen defekten Einwegkugelschreiber hat, kann man das an dessen Feder gut demonstrieren. Die Belastungsgrenze ist bei vielen Federn, insbesondere bei solchen, welche für große Kräfte gemacht sind, angegeben. Wird diese überschritten, dann besteht nicht nur Gefahr für die Feder selbst, sondern für die ganze Anlage und für in der Nähe befindliche Personen.

Zuletzt aktualisiert am 02.11.2024. Autor: Jürgen Kummer