Як розрахувати пружину

Як розрахувати пружину

Під поняттям розрахунку пружини ховається велика кількість параметрів, таких як діаметр прутка, його властивості за матеріалом і його обробці. Тому повний розрахунок пружини — дуже складна операція, яка виконується за допомогою спеціальних комп’ютерних програм. До основних характеристик відносять жорсткість пружини, максимальну силу стиснення (розтягування), максимальну деформацію, висоту пружини в стислому і вільному стані і крок пружини.

Вам знадобиться

динамометр, лінійка, ваги.

Інструкція

  1. Візьміть довільну пружину і виміряйте за допомогою лінійки її довжину. Це буде висота пружини у вільному стані. Потім максимально стисніть її, подіяв з деякою силою. Знову виміряйте довжину пружини. Це буде висота пружини в стислому стані. Всі вимірювання проводите в метрах.
  2. Порахуйте кількість витків пружини, потім поділіть на це число висоту пружини у вільному стані. Результатом буде крок пружини у вільному стані. Виконайте ту ж операцію для пружини в стислому стані і отримаєте крок пружини в стислому стані.
  3. Щоб знайти максимальну деформацію стиснутої пружини, відніміть від її висоти у вільному стані, висоту в стислому стані. Це буде деформація на стиск. Щоб знайти максимальну деформацію на розтяг, закріпіть один з кінців пружини, починайте розтягувати її за інший кінець, використовуючи одночасно динамометр. Показання динамометра повинні збільшуватися пропорційно подовженню пружини, як тільки показання динамометра почали наростати швидше, ніж відбувається деформація, розтягнення потрібно припинити. Виміряйте довжину пружини і відніміть від неї довжину пружини у вільному стані, отримаєте максимальну деформацію на розтяг. Показання динамометра в цей момент будуть відповідати максимальній силі розтягу.
  4. Щоб знайти максимальну силу стиснення, навантажуйте пружину до того моменту, коли вона повністю стиснеться. На терезах виміряйте масу вантажу і помножте її на прискорення вільного падіння (число 9,81). Масу висловіть в кілограмах, тоді силу отримаєте в ньютонах.
  5. Щоб знайти жорсткість пружини, закріпіть один з її кінців, а до іншого прикріпіть динамометр, надайте пружині невелику деформацію (10-20%). Виміряйте її довжину в деформованому стані в метрах, і зніміть показання динамометра в ньютонах. Відніміть довжину деформованої пружини від довжини пружини у вільному стані. Потім на отримане значення розділіть силу, виміряну динамометром k = F / Δx. Результат отримаєте в ньютонах на метр.