扭轉彈簧計算器

螺旋扭轉彈簧的兩端相對旋轉時會儲存能量。雖然線材繞成螺旋，但主要承受的是彎曲負載，而非材料的純扭轉。彈簧會產生抵抗角位移的力矩。在彈性範圍內，這種響應通常可近似為線性：M = kθ，其中 M 是扭矩，k 是角剛性，θ 是相對於無負載或安裝參考位置的角位移。 本計算器接受以牛頓毫米每度表示的彈簧剛性，以及以度表示的角度。兩者相乘可得到以牛頓毫米表示的扭矩。儲存的彈性能量等於線性扭矩—角度曲線下的面積，也就是最終扭矩乘以角位移的一半。為得到焦耳單位的能量，計算器會先將牛頓毫米換成牛頓米、將度換成弧度，再套用 U = Mθ/2。這項單位換算不可省略；直接相乘以度為基礎的數值不會得到焦耳。 型錄中的彈簧剛性通常依線徑、平均圈徑、有效圈數、彈性模數與修正係數決定。製造公差、旋向、彈簧腳幾何形狀、簧體間隙及心軸周圍摩擦，都可能改變實測響應。此剛性也假設工作範圍內材料維持彈性，且線圈或彈簧腳不互相干涉。若有供應商測試資料，請優先採用，尤其是反覆循環或攸關安全的組件。 角位移應從與所述扭矩相對應的狀態開始量測。彈簧可能帶有安裝預載，因此機構角度為零不一定代表彈簧扭矩為零。若已知預載扭矩，總扭矩等於預載扭矩加上 k 乘以額外角位移。本簡易計算器顯示輸入角位移造成的線性增量扭矩；選擇彈簧或平衡機構時，請另外計入預載。 扭轉彈簧用於鉸鏈、夾具、卡榫、平衡裝置、車輛零件及復位機構。角度正負的定義取決於旋向與觀察方向。顯示的扭矩值沿用輸入角度的正負號，而能量對於彈簧預定方向的加載位移最有意義。請依設計標準或製造商資料確認最大建議角位移、應力與循環壽命限制。結果可用來比較剛性、核對測試資料及估算機構扭矩和能量，但不能取代應力、疲勞或穩定性分析。