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La curvatura del alambre incrementa el esfuerzo en el interior del resorte y lo disminuye sólo un poco en el exterior. Este esfuerzo de curvatura es primordialmante importante en la fatiga, porque las cargas son menores y no hay oportunidad de que se presente la fluencia localizada. En caso de carga estática, los esfuerzos pueden despreciarse debido al endurecimiento por deformación con la primera aplicación de la carga. Por desgracia, es necesario determinar el factor de curvatura de manera indirecta. La razón es que en las ecuaciones publicadas también se incluye el efecto del esfuerzo cortante directo. Suponga que en la ecuación (10-2) Ks se reemplaza por otro factor K, que corrige la curvatura y el cortante directo. Entonces, el factor está dado por cualquiera de las siguientes ecuaciones:
KW = [(4C − 1)/(4C − 4)]+ 0.615C
KB = (4C + 2)/(4C − 3)

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Esfuerzos en las espiras de un resorte helicoidal de compresión

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Esfuerzos en las espiras de un resorte helicoidal de compresión

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un resorte helicoidal de compresión hecho con alambre redondo, sometido a una fuerza axial F. Ahora, imagine que se el resorte se secciona en algún punto, que se remueve una parte y que el efecto de ésta se remplaza por las reacciones internas netas. Entonces, como se muestra en la figura, a partir del equilibrio la parte seccionada ejercerá una fuerza cortante directa F y una torsión T = FD/2.
El esfuerzo máximo en el alambre se podrá calcular mediante la superposición del esfuerzo cortante torsional  y el esfuerzo cortante directo
τ =( 8FD/πd^3)+(4F/πd^2)

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El paso (p), es la distancia medida paralela al eje desde el centro de una espira hasta el centro de la espira adyacente. La figura 3.2 muestra el denominado ángulo de paso λ. Se observa que mientras mayor es este ángulo, las espiras parecen estar más inclinadas. La mayor parte de los diseños prácticos de resortes tienen un ángulo de paso menor que 12ᵒ. Si el ángulo es mayor, se desarrollan en el alambre esfuerzos de compresión indeseables.
λ= tan-1[p/pi*Dm]

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La figura ilustra una parte de la espira de un resorte helicoidal con cargas axiales
de compresión aplicadas. Observe que aun cuando la carga sobre el resorte es de compresión,
el alambre del resorte se encuentra en torsión, ya que la carga sobre cualquier
espira tiende a hacer girar al resorte alrededor de su eje. Un modelo simplifi cado de
dicha carga, despreciando la curvatura del alambre, es la barra de torsión. Un resorte helicoidal de compresión es, de hecho, una barra de torsión enrollada de manera helicoidal, la cual se aloja más fácilmente. La defl exión del alambre redondo de un resorte helicoidal de compresión es:
y=(8*F*(D^3)*Na)/(d^4)* G
donde F es la carga axial aplicada sobre el resorte, D es el diámetro medio de la espiral, d es el diámetro del alambre, Na es el número de espiras activas y G es el módulo de
corte del material.

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N representará el número total de espiras de un resorte. Pero en cálculos de esfuerzos y deflexiones
de un resorte, algunas de las espiras son inactivas, por lo que no se consideran. Por ejemplo, en un resorte con extremos escuadrados y rectificados, cada extremo de espira es inactiva, y el número de espiras activas, Na, es N - 2. Para extremos planos, todas las espiras son activas: Na =N. Para extremos planos y rectificados, Na = N -1.

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La relación del diámetro medio del resorte, entre el diámetro del alambre, se llama índice del resorte,C:
C = Dm/Dw
Se recomienda que C sea mayor que 5.0, y los resortes comunes en maquinaria tienen valores
de C que van de 5 a 12. Para C menor que 5, es muy difícil dar forma al resorte, y la gran deformación
necesaria puede causar grietas en el alambre. Los esfuerzos y las deflexiones de los resortes dependen de C, y una C mayor ayudará a eliminar la tendencia de un resorte a pandearse.

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La relación entre la fuerza que ejerce un resorte y su deformación es su constante de resorte o
constante de elasticidad, k. Cualquier cambio en la fuerza, dividido entre el cambio correspondiente
en la deflexión, se puede usar para calcular la constante de resorte:
k =Fi/(Lf - Li)

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Se usará el símbolo F para representar las fuerzas que ejerce un resorte, con diversos subíndices para especificar cuál es la fuerza a considerar. Los subíndices son iguales a los que indican las longitudes. Entonces,
Fs = fuerza en longitud comprimida; la fuerza máxima a la que se puede someter al resorte
Fo = fuerza en la longitud de operación, Lo; es la fuerza máxima que siente el resorte en
su operación normal.
Fi = fuerza a la longitud instalada, Li; para un resorte alternativo, la fuerza varía entre Fo y Fi.
Ff= fuerza en la longitud libre, Lf; esta fuerza es igual a cero.

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Es importante comprender la relación entre la longitud del resorte y la fuerza que ejerce. La longitud libre, Lf, es la longitud que tiene el resorte cuando no ejerce fuerza, como
si estuviera sólo descansando sobre una mesa. La longitud comprimida, Ls, es la que tiene el resorte cuando se comprime hasta el punto en que todas sus espiras se tocan. Es obvio que representa la longitud mínima posible que puede tener el resorte. En general, el resorte no se comprime hasta su longitud comprimida durante su funcionamiento.
La longitud más corta del resorte durante su funcionamiento normal es la longitud de operación, Lo. A veces se diseña un resorte para que trabaje entre dos límites de deflexión. Considere el resorte de válvula de un motor de combustión.
Cuando la válvula se abre, el resorte asume su longitud más corta, Lo. Después, cuando la
válvula se cierra, el resorte se alarga, pero aún ejerce una fuerza para mantener la válvula firme en su asiento. En este estado, se le denomina longitud instalada, Li. Entonces, la longitud de este resorte de válvula cambia de Lo a Li durante su funcionamiento normal, cuando la válvula misma realiza un movimiento recíproco.

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Variables usadas para describir y analizarel funcionamiento de los resortes helicoidales de compresión: Diametro

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Variables usadas para describir y analizarel funcionamiento de los resortes helicoidales de compresión: Diametro

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El diámetro externo (DE), el diámetro interno (DI) y el diámetro del alambre (Dw) son obvios, y se pueden medir con instrumentos estándar de medición. Para calcular el esfuerzo y la deflexión de un resorte, se usará el diámetro medio, Dm.
DE = Dm + Dw
DI = Dm - Dw

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El resorte helicoidal de compresión más común tiene diámetro constante en la espira,
paso constante, resorte de alambre redondo. Se refiere a éste como el resorte de compresión helicoidal estándar (HCS). Hay otras configuraciones, como cónicas, de barril, de reloj de arena y de paso variable. Todas proporcionan una fuerza de empuje. Un resorte helicoidal se enreda tanto hacia la izquierda como hacia la derecha.
El bolígrafo retráctil depende de un resorte helicoidal de compresión que se le instala alrededor del depósito de tinta. Los sistemas de suspensión de automóviles, camiones y motocicletas contienen, con frecuencia, esos resortes. Otras aplicaciones automotrices incluyen los resortes de válvulas en motores de combustión, mecanismos de contrapeso en cofres de carrocerías
y los resortes de la placa de presión del embrague.

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Los resortes pueden ser clasificados según la dirección y la naturaleza de la fuerza que ejercen cuando se deflexionan. La siguiente contiene varias clases de resortes, clasificados como de empuje, de tracción, radial y de torsión.
Tipos de resorte:
Empuje:
Empuje Resorte helicoidal de compresión
Resorte de Belleville
Resorte de torsión: la fuerza actúa en el extremo del
brazo de par torsional
Plano, como muelle en cantilever o muelle de hojas
Tracción :
Resorte helicoidal de extensión
Resorte de torsión: la fuerza actúa en el extremo del
brazo de par torsional
Plano, como muelle en cantilever o muelle de hojas
Resorte de barra de tracción (caso especial del resorte
de compresión)
Resorte de fuerza constante
Radial:
Resorte toroidal, banda de elastómero, pinzas de resorte
Torque :
Resorte de torsión, resorte de potencia

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Un resorte es un elemento flexible que ejerce una fuerza o un par torsional y, al mismo tiempo,
almacena energía. La fuerza puede ser lineal, de empuje o de tracción, o puede ser radial, de acción
parecida a la de una liga de hule alrededor de un rollo de dibujos. El par torsional se puede
usar para que cause una rotación; por ejemplo, para cerrar una puerta o una caja, o para formar
una fuerza de contrapeso para un elemento de máquina que gire alrededor de una bisagra.