Mjerna jedinica krutosti opruge. Kolika je krutost opruge? Serijski spoj opružnog sustava

Silaelastičnost- ovo je moć koja nastaje kod deformacije tijela i koja nastoji vratiti prijašnji oblik i veličinu tijela.

Elastična sila nastaje kao rezultat elektromagnetske interakcije između molekula i atoma tvari.

Najjednostavnija verzija deformacije može se razmotriti na primjeru kompresije i istezanja opruge.

U ovoj slici (x>0) — vlačna deformacija; (x< 0) — kompresijska deformacija. (FX) - vanjska sila.

U slučaju kada je deformacija najmanja, tj. mala, elastična sila je usmjerena u smjeru suprotnom od smjera kretanja čestica tijela i proporcionalna je deformaciji tijela:

Fx = Fkontrola = - kx

Ova relacija se koristi za izražavanje Hookeovog zakona, koji je uspostavljen eksperimentalna metoda. Koeficijent k obično se naziva krutost tijela. Krutost tijela mjeri se u njutnima po metru (N/m) i ovisi o veličini i obliku tijela, kao i o materijalima od kojih je tijelo sastavljeno.

U fizici je Hookeov zakon za određivanje tlačne ili vlačne deformacije tijela zapisan u sasvim drugom obliku. U ovom slučaju naziva se relativna deformacija

Robert Hooke

(18.07.1635 - 03.03.1703)

Engleski prirodoslovac, enciklopedist

stav ε = x/l . U isto vrijeme, stres je površina poprečnog presjeka tijela nakon relativne deformacije:

σ = F / S = -Fkontrola / S

U ovom slučaju, Hookeov zakon je formuliran na sljedeći način: naprezanje σ proporcionalno je relativnoj deformaciji ε . U ovoj formuli koeficijent E naziva Youngov modul. Ovaj modul ne ovisi o obliku tijela i njegovim dimenzijama, ali u isto vrijeme izravno ovisi o svojstvima materijala od kojih se tijelo sastoji. Za razne materijale, Youngov modul fluktuira u prilično širokom rasponu. Na primjer, za gumu E ≈ 2·106 N/m2, a za čelik E ≈ 2·1011 N/m2 (tj. pet redova veličine više).

Posve je moguće generalizirati Hookeov zakon u slučajevima kada se javljaju složenije deformacije. Na primjer, razmotrite deformaciju savijanja. Razmotrimo šipku koja se oslanja na dva nosača i ima značajan otklon.

Sa strane oslonca (ili ovjesa) na ovo tijelo djeluje elastična sila; to je sila reakcije oslonca. Sila reakcije oslonca kada tijela dođu u kontakt bit će usmjerena strogo okomito na kontaktnu površinu. Ta se sila obično naziva sila normalnog pritiska.

Razmotrimo drugu opciju. Tijelo leži na nepomičnom horizontalnom stolu. Tada reakcija oslonca uravnotežuje silu gravitacije i ona je usmjerena okomito prema gore. Štoviše, tjelesnom težinom smatra se sila kojom tijelo djeluje na stol.

Prije ili kasnije, prilikom proučavanja kolegija fizike, učenici i studenti se susreću s problemima o sili elastičnosti i Hookeovom zakonu, u kojem se pojavljuje koeficijent krutosti opruge. Koja je to veličina iu kakvoj je vezi s deformacijom tijela i Hookeovim zakonom?

Prvo, definirajmo neke osnovne pojmove., koji će se koristiti u ovom članku. Poznato je da ako na tijelo utječete izvana, ono će ili dobiti ubrzanje ili će se deformirati. Deformacija je promjena veličine ili oblika tijela pod utjecajem vanjskih sila. Ako se objekt potpuno obnovi nakon uklanjanja opterećenja, tada se takva deformacija smatra elastičnom; ako tijelo ostane u promijenjenom stanju (npr. savijeno, rastegnuto, stisnuto itd.), tada je deformacija plastična.

Primjeri plastičnih deformacija su:

• izrada gline;
• savijena aluminijska žlica.

Sa svoje strane, Elastične deformacije će se razmatrati:

• elastična traka (možete je rastegnuti, nakon čega će se vratiti u prvobitno stanje);
• opruga (nakon kompresije ponovno se ispravlja).

Kao rezultat elastične deformacije tijela (osobito opruge), u njemu nastaje elastična sila, jednaka veličini primijenjenoj sili, ali usmjerena u suprotnom smjeru. Elastična sila opruge bit će proporcionalna njezinom produljenju. Matematički se to može napisati na sljedeći način:

gdje je F elastična sila, x je udaljenost za koju se promijenila duljina tijela kao rezultat rastezanja, k je koeficijent krutosti koji nam je potreban. Gornja formula također je poseban slučaj Hookeovog zakona za tanki vlačni štap. U općem obliku, ovaj zakon je formuliran na sljedeći način: "Deformacija koja se javlja u elastičnom tijelu bit će proporcionalna sili koja se primjenjuje na to tijelo." Vrijedi samo u slučajevima kada je riječ o malim deformacijama (napetost ili pritisak je puno manji od duljine izvornog tijela).

Određivanje koeficijenta krutosti

Koeficijent tvrdoće(također se naziva koeficijent elastičnosti ili proporcionalnosti) najčešće se piše slovom k, ali ponekad se može naći oznaka D ili c. Numerički, krutost će biti jednaka veličini sile koja rasteže oprugu po jedinici duljine (u slučaju SI - 1 metar). Formula za određivanje koeficijenta elastičnosti izvedena je iz posebnog slučaja Hookeovog zakona:

Što je veća vrijednost krutosti, veća će biti otpornost tijela na njegovu deformaciju. Hookeov koeficijent također pokazuje koliko je tijelo otporno na vanjska opterećenja. Ovaj parametar ovisi o geometrijskim parametrima (promjer žice, broj zavoja i promjer namota na os žice) io materijalu od kojeg je izrađena.

SI mjerna jedinica za tvrdoću je N/m.

Proračun krutosti sustava

Postoje složeniji problemi u kojima potreban je proračun ukupne krutosti. U takvim primjenama, opruge su povezane serijski ili paralelno.

Serijski spoj opružnog sustava

Sa serijskom vezom smanjuje se ukupna krutost sustava. Formula za izračunavanje koeficijenta elastičnosti bit će sljedeća:

1/k = 1/k1 + 1/k2 + … + 1/ki,

gdje je k ukupna krutost sustava, k1, k2, …, ki su pojedinačne krutosti svakog elementa, i je ukupan broj svih opruga uključenih u sustav.

Paralelni spoj opružnog sustava

U slučaju kada su opruge spojene paralelno, veličina opći koeficijent raste elastičnost sustava. Formula za izračun će izgledati ovako:

k = k1 + k2 + … + ki.

Eksperimentalno mjerenje krutosti opruge - u ovom videu.

Izračun koeficijenta krutosti eksperimentalnom metodom

Uz pomoć jednostavnog eksperimenta možete samostalno izračunati koliki je Hookeov koeficijent?. Za izvođenje eksperimenta trebat će vam:

• vladar;
• Proljeće;
• teret poznate mase.

Redoslijed radnji za eksperiment je sljedeći:

1. Potrebno je pričvrstiti oprugu okomito, objesivši je na bilo koju prikladnu potporu. Donji rub treba ostati slobodan.
2. Pomoću ravnala mjeri se njegova duljina i bilježi kao x1.
3. Teret poznate mase m mora biti obješen na slobodnom kraju.
4. Duljina opruge se mjeri kada je opterećena. Označava se s x2.
5. Izračunava se apsolutno istezanje: x = x2-x1. Da biste dobili rezultat u međunarodnom sustavu jedinica, bolje ga je odmah pretvoriti iz centimetara ili milimetara u metre.
6. Sila koja je uzrokovala deformaciju je sila teže tijela. Formula za izračun je F = mg, gdje je m masa tereta korištenog u pokusu (pretvorena u kg), a g je vrijednost slobodnog ubrzanja, jednaka približno 9,8.
7. Nakon izračuna ostaje samo pronaći sam koeficijent krutosti, čija je formula gore navedena: k = F/x.

Primjeri problema za određivanje krutosti

Problem 1

Na oprugu duljine 10 cm djeluje sila F = 100 N. Duljina istegnute opruge je 14 cm.Nađite koeficijent krutosti.

1. Izračunavamo apsolutnu dužinu istezanja: x = 14-10 = 4 cm = 0,04 m.
2. Pomoću formule nalazimo koeficijent krutosti: k = F/x = 100 / 0,04 = 2500 N/m.

Odgovor: Krutost opruge bit će 2500 N/m.

Problem 2

Teret mase 10 kg obješen na oprugu rastegnuo ga je za 4 cm. Izračunaj duljinu na koju će ga rastegnuti drugi teret mase 25 kg.

1. Nađimo silu gravitaciju koja deformira oprugu: F = mg = 10 · 9,8 = 98 N.
2. Odredimo koeficijent elastičnosti: k = F/x = 98 / 0,04 = 2450 N/m.
3. Izračunajmo silu kojom djeluje drugi teret: F = mg = 25 · 9,8 = 245 N.
4. Koristeći Hookeov zakon napišemo formulu za apsolutno istezanje: x = F/k.
5. Za drugi slučaj izračunavamo duljinu istezanja: x = 245 / 2450 = 0,1 m.

Odgovor: u drugom slučaju opruga će se rastegnuti za 10 cm.

Video

U ovom videu naučit ćete kako odrediti krutost opruge.

Ima dimenziju / ili kg/s 2 (u SI), din/cm ili g/s 2 (u GHS).

Koeficijent elastičnosti brojčano je jednak sili kojom treba djelovati na oprugu da bi se njezina duljina mijenjala po jedinici udaljenosti.

Definicija i svojstva

Koeficijent elastičnosti, po definiciji, jednak je elastičnoj sili podijeljenoj s promjenom duljine opruge: $k\; =\; F\_\backslash mathrm(e)\; /\; \backslash Delta\; l.$ Koeficijent elastičnosti ovisi kako o svojstvima materijala tako i o dimenzijama elastičnog tijela. Dakle, za elastičnu šipku može se razlikovati ovisnost o dimenzijama šipke (površina poprečnog presjeka $S$ i dužine $L$), zapisujući koeficijent elastičnosti kao $k\; =\; E\backslash cdot\; S\; /\; L.$ Veličina $E$ naziva se Youngov modul i za razliku od koeficijenta elastičnosti ovisi samo o svojstvima materijala štapa.

Krutost spojenih deformabilnih tijela

Pri povezivanju više elastično deformabilnih tijela (u daljnjem tekstu radi kratkoće opruge) mijenja se ukupna krutost sustava. S paralelnim spojem, krutost se povećava, sa serijskim spojem se smanjuje.

Paralelna veza

U paralelnom spoju $n$ $k\_1,\; k\_2,\; k\_3,...,k\_n,$ krutost sustava jednaka je zbroju krutosti tj $k=\; k\_1\; +\; k\_2\; +\; k\_3\; +\; ...\; +\; k\_n.$

Dokaz

U paralelnom spoju postoji $n$ opruge s krutostima $k\_1,\; k\_2,\; ...\; ,\; k\_n.$ Iz Newtonovog trećeg zakona, $F\; =\; F\_1\; +\; F\_2\; +\; ...\; +\; F\_n.$(Na njih se primjenjuje sila $F$. U ovom slučaju, sila se primjenjuje na oprugu 1 $F\_1,$ na oprugu 2 sila $F\_2,$..., do proljeća $n$ sila $F\_n.$)

Sada iz Hookeovog zakona ( $F\; =\; -k\; x$, gdje je x produljenje) izvodimo: $F\; =\; k\; x;\; F\_1\; =\; k\_1\; x;\; F\_2\; =\; k\_2\; x;\; ...;\; F\_n\; =\; k\_n\; x.$ Zamijenimo ove izraze u jednakost (1): $k\; x\; =\; k\_1\; x\; +\; k\_2\; x\; +\; ...\; +\; k\_n\; x;$ smanjujući za $x,$ dobivamo: $k\; =\; k\_1\; +\; k\_2\; +\; ...\; +\; k\_n,$ Q.E.D.

Serijska veza

Za serijsku vezu $n$ opruge s krutosti jednake $k\_1,\; k\_2,\; k\_3,...,k\_n,$ Ukupna krutost određena je iz jednadžbe: $1/k=(1\; /\; k\_1\; +\; 1\; /\; k\_2\; +\; 1\; /\; k\_3\; +\; ...\; +\; 1\; /\; k\_n).$

Dokaz

U serijskom spoju postoji $n$ opruge s krutostima $k\_1,\; k\_2,\; ...\; ,\; k\_n.$ Iz Hookeovog zakona ( $F\; =\; -k\; l$, gdje je l elongacija) slijedi da $F\; =\; k\backslash cdot\; l.$ Zbroj produljenja svake opruge jednak je ukupnom produljenju cijele veze $l\_1\; +\; l\_2+\; ...\; +\; l\_n\; =\; l.$

Svaka opruga ima istu snagu $F.$ Prema Hookeovom zakonu, $F\; =\; l\_1\; \backslash cdot\; k\_1\; =\; l\_2\; \backslash cdot\; k\_2\; =\; ...\; =\; l\_n\; \backslash cdot\; k\_n\; .$ Iz prethodnih izraza izvodimo: $l\; =\; F/k,\; \backslash quad\; l\_1\; =\; F\; /\; k\_1,\; \backslash quad\; l\_2\; =\; F\; /\; k\_2,\; \backslash quad\; ...,\; \backslash quad\; l\_n\; =\; F\; /\; k\_n.$ Zamjenom ovih izraza u (2) i dijeljenjem s $F,$ dobivamo $1\; /\; k\; =\; 1\; /\; k\_1\; +\; 1\; /\; k\_2\; +\; ...\; +\; 1\; /\; k\_n,$ Q.E.D.

Krutost nekih deformabilnih tijela

Šipka stalnog presjeka

Homogena šipka konstantnog poprečnog presjeka, elastično deformirana duž osi, ima koeficijent krutosti

$k=\backslash frac(E\backslash ,\; S)(L\_0),$ E- Youngov modul, koji ovisi samo o materijalu od kojeg je šipka izrađena; S- poprečni presjek područja; L 0 - duljina šipke.

Cilindrična spiralna opruga

Upletena cilindrična tlačna ili vlačna opruga, namotana od cilindrične žice i elastično deformirana duž osi, ima koeficijent krutosti

$k\; =\; \backslash frac(G\; \backslash cdot\; d\_\backslash mathrm(D)^4)(8\; \backslash cdot\; d\_\backslash mathrm(F)^3\; \backslash cdot\; n),$ d D - promjer žice; d F - promjer namota (mjereno od osi žice); n- broj zavoja; G- modul smicanja (za obični čelik G≈ 80 GPa, za opružni čelik G≈ 78500 MPa, za bakar ~ 45 GPa).

vidi također

Izvori i bilješke

Napišite recenziju o članku "Koeficijent elastičnosti"

Izvadak koji karakterizira koeficijent elastičnosti

„Nikolenka, izađi u kućnoj haljini“, rekao je Natašin glas.
- Je li ovo tvoja sablja? - upitala je Petya - ili je tvoja? - Obratio se brkatom, crnom Denisovu s pokornim poštovanjem.
Rostov se na brzinu obuo, obukao ogrtač i izišao. Natasha je obula jednu čizmu s mamuzom i popela se u drugu. Sonya se vrtjela i upravo se spremala napuhati haljinu i sjesti kad je on izašao. Obje su nosile iste potpuno nove plave haljine - svježe, ružičaste, vesele. Sonya je pobjegla, a Natasha je, uhvativši brata za ruku, odvela ga do sofe i počeli su razgovarati. Nisu imali vremena pitati jedni druge i odgovarati na pitanja o tisućama sitnica koje su mogle zanimati samo njih same. Nataša se smijala svakoj riječi koju je on rekao i što je ona rekla, ne zato što je to što su rekli bilo smiješno, nego zato što se zabavljala i nije mogla obuzdati svoju radost, koja se izražavala smijehom.
- Joj, kako dobro, super! – osudila je sve. Rostov je osjetio kako mu je, pod utjecajem vrelih zraka ljubavi, prvi put nakon godinu i pol dana, na duši i licu procvjetao onaj djetinji smiješak, kakvim se nije nasmiješio otkad je otišao od kuće.
“Ne, slušaj,” rekla je, “jesi li sada potpuno muškarac?” Užasno mi je drago što si mi brat. “ Dodirnula mu je brkove. - Želim znati kakvi ste vi muškarci? Jesu li poput nas? Ne?
- Zašto je Sonya pobjegla? - upita Rostov.
- da To je cijela druga priča! Kako ćeš razgovarati sa Sonyom? ti ili ti?
"Kako će se dogoditi", rekao je Rostov.
– Reci joj, molim te, reći ću ti kasnije.
- Pa što?
- Pa sad ću ti reći. Ti znaš da je Sonya moja prijateljica, takva prijateljica da bih opekao ruku za njom. Pogledaj ovo. - Zavrnula je rukav od muslina i pokazala crveni trag na svojoj dugoj, tankoj i nježnoj ruci ispod ramena, dosta iznad lakta (na mjestu koje ponekad prekrivaju balske haljine).
"Ovo sam spalio da bih joj dokazao svoju ljubav." Samo sam zapalio ravnalo i pritisnuo ga.
Sjedeći u svojoj bivšoj učionici, na sofi s jastučićima na rukama, i gledajući u te očajnički živahne Natashine oči, Rostov je ponovno ušao u onaj obiteljski, dječji svijet, koji nije imao smisla ni za koga osim za njega, ali koji mu je dao nešto od najbolji užici u životu; a spaljivanje ruke ravnalom za iskazivanje ljubavi nije mu se činilo beskorisnim: razumio je i nije se tome iznenadio.
- Pa što? samo? - upitao.
- Pa tako prijateljski, tako prijateljski! Je li ovo glupost - s ravnalom; ali zauvijek smo prijatelji. Ona će voljeti bilo koga, zauvijek; ali ja ovo ne razumijem, sad ću zaboraviti.
- Pa, što onda?
- Da, tako ona voli mene i tebe. - odjednom pocrveni Nataša, - pa, sjećaš se, prije odlaska... Pa kaže da sve ovo zaboraviš... Rekla je: Uvijek ću ga voljeti, i neka je slobodan. Istina je da je ovo izvrsno, plemenito! - Da da? vrlo plemenito? Da? – upitala je Natasha toliko ozbiljno i uzbuđeno da je bilo jasno da je ono što sada govori, prije govorila u suzama.
Rostov je razmislio o tome.
"Ne povlačim svoju riječ ni u čemu", rekao je. - A onda, Sonya je takav šarm da bi koja budala odbila njegovu sreću?
"Ne, ne", vrisnula je Natasha. “Već smo o tome razgovarali s njom.” Znali smo da ćeš ovo reći. Ali to je nemoguće, jer, znate, ako to kažete - smatrate se vezanim za riječ, onda ispada da je ona to rekla namjerno. Ispada da je još na silu ženiš, a ispada sasvim drugačije.
Rostov je vidio da su sve to dobro smislili. Sonya ga je i jučer oduševila svojom ljepotom. Danas, kad ju je ugledao, učinila mu se još boljom. Bila je ljupka šesnaestogodišnja djevojka, očito ga je strastveno voljela (u to nije sumnjao ni minute). Zašto je sada ne bi volio, pa čak i ne oženio je, mislio je Rostov, ali sada ima toliko drugih radosti i aktivnosti! “Da, ovo su savršeno smislili”, pomislio je, “moramo ostati slobodni.”
"Pa, super", rekao je, "pričat ćemo kasnije." Oh, kako mi je drago zbog tebe! - on je dodao.
- Pa, zašto nisi prevarila Borisa? - upitao je brat.
- Ovo je besmislica! – viknula je Nataša smijući se. "Ne razmišljam o njemu ili bilo kome drugom i ne želim znati."
- Eto tako je! I što radiš?
- Ja? – ponovo je upitala Natasha, a lice joj je ozario sretan osmijeh. - Jeste li vidjeli Duporta?
- Ne.
– Jeste li vidjeli slavnog plesača Duporta? Pa nećeš razumjeti. To sam ja. – Nataša je uzela suknju, zaokruživši ruke, kao što plešu, potrčala je nekoliko koraka, okrenula se, napravila zahvat, udarila nogom o nogu i, stojeći na samim vrhovima čarapa, prošetala nekoliko koraka.
- Stojim li? uostalom, rekla je; ali nije si mogla pomoći na vrhovima prstiju. - Dakle, to sam ja! Nikad se neću udati ni za koga, ali ću postati plesačica. Ali nemoj nikome reći.
Rostov se smijao tako glasno i veselo da mu je Denisov iz sobe postao zavidan, a Nataša nije mogla odoljeti da se ne nasmije s njim. - Ne, dobro je, zar ne? – ponavljala je.

I. Krutost opruge

Što je krutost opruge ?
Jedan od najvažnijih parametara vezan uz elastične metalne proizvode raznih namjena je krutost opruge. To podrazumijeva koliko će opruga biti otporna na utjecaj drugih tijela i koliko im se snažno opire kada je izložena. Sila otpora jednaka je konstanti opruge.

Na što utječe ovaj pokazatelj?
Opruga je prilično elastičan proizvod koji osigurava prijenos translacijskih rotacijskih kretanja na uređaje i mehanizme u kojima se nalazi. Mora se reći da opruge možete pronaći posvuda, svaki treći mehanizam u kući opremljen je oprugom, a da ne govorimo o broju ovih elastičnih elemenata u industrijskim uređajima. U ovom slučaju, pouzdanost rada ovih uređaja bit će određena stupnjem krutosti opruge. Ova vrijednost, koja se naziva konstanta opruge, ovisi o sili koja se mora primijeniti da se opruga sabije ili rastegne. Ispravljanje opruge u prvobitno stanje određeno je metalom od kojeg je izrađena, ali ne i stupnjem krutosti.

O čemu ovisi ovaj pokazatelj?
Takav jednostavan element kao opruga ima mnogo varijanti ovisno o stupnju namjene. Prema načinu prijenosa deformacije na mehanizam i oblik razlikuju se spiralni, konusni, cilindrični i drugi. Stoga je krutost određenog proizvoda također određena metodom prijenosa deformacije. Karakteristika deformacije podijelit će opružne proizvode na torzijske, tlačne, savojne i vlačne opruge.

Kada koristite dvije opruge u uređaju odjednom, stupanj njihove krutosti ovisit će o načinu pričvršćivanja - s paralelnom vezom u uređaju, krutost opruga će se povećati, a sa serijskom vezom će se smanjiti.

II. Koeficijent krutosti opruge

Koeficijent krutosti opruge i opružni proizvodi jedan je od najvažnijih pokazatelja koji određuje vijek trajanja proizvoda. Za ručno izračunavanje koeficijenta krutosti postoji jednostavna formula (vidi sl. 1), a možete koristiti i naš kalkulator opruga koji će vam vrlo lako pomoći da napravite sve potrebne kalkulacije. Međutim, krutost opruge samo će neizravno utjecati na životni vijek cijelog mehanizma - druge kvalitativne značajke uređaja bit će važnije.

Opruge se mogu nazvati jednim od najčešćih dijelova koji su dio jednostavnih i složenih mehanizama. U njegovoj proizvodnji koristi se posebna žica, namotana duž određene putanje. Prilično se ističu veliki broj razne parametre koji karakteriziraju ovaj proizvod. Najvažniji je koeficijent krutosti. Određuje osnovna svojstva dijela i može se izračunati i koristiti u drugim proračunima. Pogledajmo pobliže značajke ovog parametra.

Definicija i formula za krutost opruge

Kada se razmatra što je konstanta opruge, pozornost treba obratiti na pojam elastičnosti. Za označavanje se koristi simbol F. U ovom slučaju, elastična sila opruge karakterizirana je sljedećim karakteristikama:

1. Javlja se isključivo kada je tijelo deformirano i nestaje ako deformacija nestane.
2. Kada se razmatra što je krutost opruge, treba uzeti u obzir da nakon uklanjanja vanjskog opterećenja tijelo može vratiti svoju veličinu i oblik, djelomično ili potpuno. U tom slučaju deformacija se smatra elastičnom.

Ne zaboravite da je krutost karakteristična karakteristika elastičnih tijela sposobnih za deformaciju. Prilično često pitanje je kako je krutost opruge označena na crtežima ili u tehnička dokumentacija. Za to se najčešće koristi slovo k.

Prevelika deformacija tijela uzrokuje pojavu raznih nedostataka. Ključne karakteristike su sljedeće:

1. Dio može zadržati svoje geometrijske parametre tijekom dugotrajne uporabe.
3. Kako se indeks povećava, kompresija opruge pod utjecajem iste sile značajno se smanjuje.
4. Najvažniji parametar može se nazvati koeficijent krutosti. Ovisi o geometrijskim parametrima proizvoda i vrsti materijala koji se koristi u proizvodnji.

Crveni izvori druge vrste postali su prilično rašireni. Označavanje boja koristi se u proizvodnji automobilskih proizvoda. Za izračun se koristi sljedeća formula: k=Gd 4 /8D 3 n. Ova formula sadrži sljedeće oznake:

1. G – služi za određivanje modula smicanja. Vrijedno je uzeti u obzir da ovo svojstvo uvelike ovisi o materijalu koji se koristi u proizvodnji zavojnica.
2. d – dijametralni indikator žice. Proizvodi se valjanjem. Ovaj je parametar također naveden u tehničkoj dokumentaciji.
3. D je promjer zavoja koji nastaju kada se žica namota oko osi. Odabire se ovisno o dodijeljenim zadacima. Na mnogo načina, promjer određuje koliko je opterećenja primijenjeno na komprimiranje uređaja.
4. n – broj zavoja. Ovaj pokazatelj može varirati u prilično širokom rasponu i također utječe na osnovne karakteristike performansi proizvoda.

Formula koja se razmatra koristi se u slučaju izračuna koeficijenta krutosti za cilindrične opruge, koje su ugrađene u široku paletu mehanizama. Ova jedinica se mjeri u Newtonima. Koeficijent krutosti za standardizirane proizvode može se pronaći u tehničkoj literaturi.

Formula krutosti opružnog spoja

Ne zaboravite da je u nekim slučajevima tijelo povezano s nekoliko opruga. Takvi sustavi postali su vrlo rašireni. Određivanje krutosti u ovom slučaju je mnogo teže. Među značajkama veze mogu se primijetiti sljedeće točke:

1. Paralelni spoj karakterizira činjenica da su dijelovi postavljeni u nizu. Ova metoda može značajno povećati elastičnost stvorenog sustava.
2. Sekvencijalnu metodu karakterizira činjenica da su dijelovi međusobno povezani. Ova metoda spajanja značajno smanjuje stupanj elastičnosti, ali omogućuje značajno povećanje maksimalnog istezanja. U nekim slučajevima potrebno je maksimalno produženje.

U oba slučaja koristi se određena formula koja određuje karakteristike veze. Modul elastične sile može značajno varirati ovisno o karakteristikama pojedinog proizvoda.

Kod povezivanja proizvoda u seriju, pokazatelj se izračunava na sljedeći način: 1/k=1/k 1 +1/k 2 +…+1/k n. Dotični pokazatelj smatra se prilično važnim svojstvom, u ovom slučaju se smanjuje. Metoda paralelne veze izračunava se na sljedeći način: k=k 1 +k 2 +…k n.

Takve formule mogu se koristiti u najrazličitijim izračunima, najčešće u vrijeme rješavanja matematičkih problema.

Koeficijent krutosti opružnog spoja

Gornji pokazatelj koeficijenta krutosti dijela za paralelnu ili serijsku vezu određuje mnoge karakteristike veze. Vrlo često se određuje koliko je istezanje opruge. Među značajkama paralelne ili serijske veze mogu se primijetiti sljedeće točke:

1. Kada su spojeni paralelno, produljenje oba proizvoda bit će jednako. Ne zaboravite da obje opcije moraju imati istu duljinu u slobodnom položaju. Sa sekvencijalnim, indikator se udvostručuje.
2. Slobodni položaj - situacija u kojoj se dio nalazi bez primjene opterećenja. To je ono što se uzima u obzir u izračunima u većini slučajeva.
3. Koeficijent krutosti varira ovisno o korištenoj metodi spajanja. Kod paralelne veze indikator se udvostručuje, a kod serijske veze smanjuje.

Da biste izvršili izračune, morate izgraditi dijagram povezivanja za sve elemente. Baza je prikazana šrafiranom linijom, proizvod je prikazan shematski, a tijelo u pojednostavljenom obliku. Osim toga, kinetička i druga energija uvelike ovisi o elastičnoj deformaciji.

Koeficijent krutosti spiralne opruge

U praksi i fizici, cilindrične opruge su postale prilično raširene. Njihovo glavne značajke Mogu se spomenuti sljedeće točke:

1. Pri izradi je određena središnja os duž koje djeluje većina različitih sila.
2. U proizvodnji dotičnog proizvoda koristi se žica određenog promjera. Izrađuje se od posebne legure ili običnih metala. Ne zaboravite da materijal mora imati povećanu elastičnost.
3. Žica je namotana u zavojima duž osi. Vrijedno je uzeti u obzir da mogu biti isti ili različiti promjeri. Cilindrična verzija postala je prilično raširena, ali cilindričnu verziju karakterizira veća stabilnost, u komprimiranom stanju dio ima malu debljinu.
4. Glavni parametri uključuju veliki, srednji i mali promjer zavoja, promjer žice i korak pojedinačnih prstenova.

Ne zaboravite da postoje dvije vrste dijelova: kompresija i napetost. Njihov koeficijent krutosti određuje se istom formulom. Razlika je u sljedećem:

1. Verzija kompresije karakterizira udaljeni raspored zavoja. Zbog udaljenosti između njih moguća je kompresija.
2. Model dizajniran za istezanje ima prstenove smještene gotovo blizu. Ovaj oblik određuje da se maksimalna elastična sila postiže uz minimalno istezanje.
3. Postoji i opcija dizajna koja je dizajnirana za torziju i savijanje. Takav se detalj izračunava pomoću određenih formula.

Izračunavanje koeficijenta cilindrične opruge može se provesti pomoću prethodno navedene formule. Određuje da indikator ovisi o sljedećim parametrima:

1. Vanjski radijus prstenova. Kao što je prethodno navedeno, prilikom izrade dijela koristi se os oko koje su namotani prstenovi. Istodobno, ne zaboravite da se također razlikuju prosječni i unutarnji promjer. Sličan pokazatelj naveden je u tehničkoj dokumentaciji i crtežima.
2. Broj stvorenih zavoja. Ovaj parametar u velikoj mjeri određuje slobodnu duljinu proizvoda. Osim toga, broj prstenova određuje koeficijent krutosti i mnoge druge parametre.
3. Polumjer upotrijebljene žice. Polazni materijal je žica koja se izrađuje od raznih legura. Njegova svojstva na mnogo načina utječu na kvalitetu dotičnog proizvoda.
4. Modul smicanja, koji ovisi o vrsti korištenog materijala.

Koeficijent krutosti smatra se jednim od najvažnijih parametara koji se uzima u obzir pri izvođenju raznih izračuna.

Jedinice

Pri izvođenju proračuna potrebno je uzeti u obzir i mjerne jedinice u kojima se proračuni izvode. Kada se razmatra koliko je istezanje opruge, pozornost se obraća na mjernu jedinicu u Newtonima.

Kako bi se pojednostavio odabir dijela, mnogi ga proizvođači označavaju bojom.

Podjela opruga po bojama provodi se u automobilskoj industriji.

Među značajkama takvog označavanja bilježimo sljedeće:

1. Klasu A označavaju bijele, žute, narančaste i smeđe nijanse.
2. Klasa B dostupna je u plavoj, cijan, crnoj i žutoj boji.

U pravilu se slično svojstvo primjećuje na vanjskoj strani zavojnice. Proizvođači primjenjuju malu traku, što uvelike pojednostavljuje proces odabira.

Značajke proračuna krutosti opružnih veza

Gore navedene informacije pokazuju da je koeficijent krutosti prilično važan parametar koji se mora izračunati pri odabiru najprikladnijeg proizvoda iu mnogim drugim slučajevima. Zbog toga je prilično često pitanje kako pronaći krutost opruge. Među značajkama veze bilježimo sljedeće:

1. Rastezanje opruge može se odrediti tijekom proračuna, kao i u vrijeme ispitivanja. Ovaj pokazatelj može ovisiti o žici i drugim parametrima.
2. Za izračune se mogu koristiti razne formule, a rezultat će biti praktički bez pogrešaka.
3. Moguće je provesti testove, tijekom kojih se identificiraju glavni parametri. To se može utvrditi samo pomoću posebne opreme.

Kao što je prethodno navedeno, postoje metode serijskog i paralelnog povezivanja. Oba karakteriziraju svoje specifične karakteristike koje se moraju uzeti u obzir.

Zaključno, napominjemo da je predmetni dio važan dio dizajna različitih mehanizama. Neispravan dizajn neće trajati dugo. Istodobno, ne treba zaboraviti da prevelika deformacija uzrokuje pogoršanje radnih karakteristika.