|

Пружина растяжения

Пружина является эластичным объект , который хранит механическую энергию . Пружины обычно изготовлены изпружинной стали . Есть много весенних конструкций. В повседневном использовании термин часто относится кпружинам .

Когда пружина растяжения купить, без признаков изменчивости жесткости, растягивается из положения покоя, она оказывает противоположную силу, приблизительно пропорциональную ее изменению длины (это приближение разрушается для больших прогибов). Скорости или пружины пружины является изменение в силе оно оказывает, деленное на изменение прогиба пружины. То есть, это градиент кривой зависимости силы от отклонения . A n внутреннего абонента или компрессию жесткость пружины выражается в единицах силы , поделенное на расстоянии, например , в фунт – силы / или Н / м. Торсионная пружина является пружиной , которая работает путем скручивания;когда он скручивается вокруг своей оси на угол, он создает крутящий момент, пропорциональный углу. Скорость торсионной пружины находится в единицах крутящего момента, разделенных на угол, таких как N · m / rad или ft · lbf / degree. Обратный коэффициент пружины соответствует соблюдению, т. Е. Если пружина имеет скорость 10 Н / мм, она соответствует 0,1 мм / Н. Жесткость (или скорость) пружин параллельно является аддитивной , равно как и соответствие пружин последовательно.

Пружины изготовлены из различных эластичных материалов, наиболее распространенными из которых являютсяпружинная сталь . Небольшие пружины могут быть намотаны из предварительно закаленного материала, в то время как большие из них изготовлены из отожженной стали и закалены после изготовления. Некоторые цветные металлытакже используются, в том числе фосфорная бронза и титан, для деталей, требующих коррозионной стойкости, и бериллиевой меди для пружин, несущих электрический ток (из-за его низкого электрического сопротивления).

Простые нескрученные пружины использовались на протяжении всей истории человечества, например, лук (и стрела).В эпоху бронзы использовались более сложные пружинные устройства, о чем свидетельствует распространениепинцета во многих культурах. Ктебибий Александрийский разработал метод изготовления бронзы с пружинными характеристиками путем производства сплава бронзы с увеличенной долей олова, а затем затвердевания путем забивания после его отливки.

Спиральные пружины появились в начале XV века  в дверных замках.  Первые весенние часы с электроприводом появились в этом веке  и превратились в первые крупные часы к 16 веку.

В 1676 году британский физик Роберт Гук обнаружил закон Гука , в котором говорится, что сила, действующая на пружину, пропорциональна ее расширению.

В классической физике , пружину можно рассматривать как устройство , которое хранит потенциальную энергию , в частности , упругая потенциальную энергию , напрягают связи между атомами в качестве упругого материала.

Закон Гука от эластичности утверждает , что расширение упругого стержня (его длина минус раздутым его длины в расслабленном) линейно пропорциональна его напряженности , в силу используемой , чтобы растянуть ее. Аналогично, сжатие (отрицательное растяжение) пропорциональносжатию (отрицательное натяжение).

Этот закон фактически справедлив только приблизительно, и только когда деформация (растяжение или сжатие) мала по сравнению с общей длиной стержня. Для деформаций, выходящих за пределы предела упругости , атомные связи разрушаются или переупорядочиваются, а пружина может защелкиваться, застегиваться или постоянно деформироваться. Многие материалы не имеют четко определенного предела упругости, и закон Гука не может быть осмысленно применен к этим материалам. Более того, для сверхэластичных материалов линейная зависимость между силой и смещением подходит только в области низких деформаций.

Закон Гука является математическим следствием того факта, что потенциальная энергия стержня минимальна, когда имеет расслабленную длину.Любая гладкая функция одной переменной аппроксимирует квадратичную функцию при достаточно близком к ее минимальной точке, что видно из рассмотрения серии Тейлора . Поэтому сила, являющаяся производной от энергии по смещению, аппроксимирует линейную функцию .

Leave a comment

Confirm that you are not a bot - select a man with raised hand: