압축 코일스프링 기초 — 스프링 상수 계산기
소선 지름·코일 지름·감김수를 넣으면 스프링 상수 k가 계산됩니다. 공식과 재료·소선 지름도 아래 정리했습니다.
📌 k = G·d⁴/(8·D³·n) 기준. 응력은 보정계수(Wahl)를 반드시 적용하세요. G는 스프링강 ≈ 78.5GPa, 스테인리스는 편차가 크니(≈68.6GPa 관용) 데이터시트 확인. 참고용.
핵심 공식
| 항목 | 공식 | 기호 |
|---|---|---|
| 스프링 상수 | k = G·d⁴ / (8·D³·n) | G 전단탄성계수, d 소선지름, D 평균코일지름, n 유효감김수 |
| 전단응력 | τ = 8·F·D / (π·d³) × Ks | F 하중, Ks 응력보정(Wahl) |
| 스프링 지수 | c = D / d | 보통 4~12 (권장 6~10) |
※ Wahl 보정계수 Kw = (4c−1)/(4c−4) + 0.615/c. 응력 계산 시 반드시 적용.
대표 스프링 선재
| 명칭 | 기호 | 용도 |
|---|---|---|
| 피아노선(음악선) | SWP (KS D 3556) | 고응력·동적하중 정밀 스프링 |
| 경강선 | SW (KS D 3510) | 일반·정적하중, 범용·경제적 |
| 스테인리스 스프링선 | SUS304-WPB | 내식·내열 환경(식품·화학·옥외) |
표준 소선 지름 (mm, 대표)
0.5 · 0.6 · 0.7 · 0.8 · 0.9 · 1.0 · 1.2 · 1.4 · 1.6 · 1.8 · 2.0 · 2.3 · 2.6 · 2.9 · 3.2 · 4.0 · 5.0 · 6.0 · 8.0 · 10.0
※ 정확한 공칭 지름·공차는 KS D 3556 / JIS G3522 규격표 확인.
스프링 종류
- 압축 스프링 — 눌러서 반발력을 내는 스프링.
- 인장 스프링 — 늘어나며 당기는 힘에 저항(후크 형상).
- 비틀림 스프링 — 회전(모멘트) 하중에 각도로 반발.