Statický návrh: unese to na doraz?
Pružinový drát je nejpevnější materiál, se kterým se běžný konstruktér potká — a jeho pevnost není konstanta. Tenký drát je tažený víc, a proto je pevnější:
| Materiál | A [MPa·mmm] | m | Rozsah d [mm] | Ssy/Sut |
|---|---|---|---|---|
| klavírní drát A228 | 2211 | 0,145 | 0,10–6,5 | 0,45 |
| tažený uhlíkový A227 | 1783 | 0,190 | 0,70–12,7 | 0,45 |
| kalený a popuštěný A229 | 1855 | 0,187 | 0,50–12,7 | 0,50 |
| chrom-vanad A232 | 1909 | 0,168 | 0,80–11,1 | 0,50 |
| chrom-křemík A401 | 2059 | 0,108 | 1,60–9,5 | 0,50 |
| nerez 302 | 1867 | 0,146 | 0,30–2,5 | 0,35 |
| fosforový bronz | 1000 | 0 | 0,10–0,6 | 0,35 |
Klavírní drát o průměru půl milimetru má přes 2300 MPa — víc než většina konstrukčních ocelí i po zušlechtění. Bronz naopak má m = 0, takže na průměru vůbec nezávisí; kupuje se kvůli nemagnetičnosti a vodivosti, ne kvůli pevnosti.
Podíl, který se liší podle materiálu
Dovolené smykové napětí není u všech tříd stejný zlomek pevnosti. Uhlíková ocel snese 45 %, zušlechtěná 50 %, nerez a barevné kovy jen 35 %. Kdo dosadí univerzální polovinu, přestřelí u nerezu o 43 %.
Podmínka, kterou nikdo nečeká
Pružina musí vydržet, že ji někdo stlačí až na doraz. Ne proto, že by to bylo v provozu — ale protože se to někdy stane: při montáži, při poruše dorazu, při transportu. Návrh se proto nekontroluje na provozní sílu, ale na Fsolid = k·(L₀ − Ls). Vyjde-li tam bezpečnost pod jedničku, pružina si po první montáži zkrátí volnou délku a už nikdy nebude mít předepsanou sílu.
Předsazení — jak z toho ven
Pokud se to nevejde, existuje výrobní trik: pružina se navine delší, jednou se schválně stlačí na doraz a nechá se, ať se zkrátí. Tím se do drátu vnesou zbytková napětí opačného znaménka a dovolené napětí vyroste na 60 až 70 % pevnosti. Cena je, že se pružina nesmí zatěžovat opačným směrem a že si výrobce musí pohlídat, kolik se usadí.