Совет 1: Как найти длину пружины

Длина проволоки, из которой свита пружина, значительно больше длины самой пружины. Чтобы узнать протяженность этой проволоки, необязательно портить пружину, разматывая ее. Достаточно осуществить расчет.
Вам понадобится
  • - пружина;
  • - штангенциркуль;
  • - тиски;
  • - защитные перчатки;
  • - защитные очки;
  • - калькулятор.
Инструкция
1
Измерьте диаметр пружины в сжатом состоянии при помощи штангенциркуля. Не прилагайте к ней при этом значительных усилий, иначе она сожмется, что исказит результат измерения в сторону уменьшения. Лучше всего измерить диаметр в нескольких местах, после чего найти среднее арифметическое результатов измерения по следующей формуле:D=(D1+D2+D3+...+Dn)/n, где D - средний диаметр, мм, D1...Dn - результаты измерений, мм, n -количество измерений (безразмерная величина).
2
Найдите длину окружности одного витка по следующей формуле:l=πD, где l - длина окружности в мм, π - число «пи», D - диаметр одного витка (мм).На самом деле виток имеет форму не окружности, а овала (за счет того, что сама проволока обладает ненулевым диаметров, и каждый виток даже в сжатом состоянии имеет диагональное продольное сечение), но удлинение за счет этого столь незначительно, что им можно пренебречь.
3
Сосчитайте количество витков пружины (обязательно в полностью разжатом состоянии). Чтобы не ошибиться, можно использовать при подсчете витков упругую полоску, например, из гибкой пластмассы. При каждом перескакивании с витка на виток она будет издавать отчетливый щелчок. Достаточно сосчитать количество этих щелчков и прибавить к ним единицу (с последнего витка полоска соскочит почти беззвучно, поскольку не ударится о следующий).
4
Умножьте длину окружности одного витка пружины на число витков:L=lN, где L - длина проволоки, из которой свита пружина, мм, l - длина окружности одного витка, мм, N - количество витков пружины (безразмерная величина).

Совет 2: Как рассчитать пружину

Под понятием расчета пружины скрывается большое число параметров, таких как диаметр прутка, его свойства по материалу и его обработке. Поэтому полный расчет пружины – очень сложная операция, выполняемая с помощью специальных компьютерных программ. К основным характеристикам относят жесткость пружины, максимальную силу сжатия (растяжения), максимальную деформацию, высоту пружины в сжатом и свободном состоянии и шаг пружины.
Вам понадобится
  • динамометр, линейка, весы.
Инструкция
1
Возьмите произвольную пружину и измерьте с помощью линейки ее длину. Это будет высота пружины в свободном состоянии. Затем максимально сожмите ее, подействовав с некоторой силой. Снова измерьте длину пружины. Это будет высота пружины в сжатом состоянии. Все измерения проводите в метрах.
2
Посчитайте количество витков пружины, затем поделите на это число высоту пружины в свободном состоянии. Результатом будет шаг пружины в свободном состоянии. Проделайте ту же операцию для пружины в сжатом состоянии и получите шаг пружины в сжатом состоянии.
3
Чтобы найти максимальную деформацию сжатой пружины, отнимите от ее высоты в свободном состоянии, высоту в сжатом состоянии. Это будет деформация на сжатие. Чтобы найти максимальную деформацию на растяжение, закрепите один из концов пружины, начинайте растягивать ее за другой конец, используя одновременно динамометр. Показания динамометра должны увеличиваться пропорционально удлинению пружины, как только показания динамометра начали нарастать быстрее, чем происходит деформация, растяжение нужно прекратить. Измерьте длину пружины и отнимите от нее длину пружины в свободном состоянии, получите максимальную деформацию на растяжение. Показания динамометра в этот момент будут отвечать максимальной силе растяжения.
4
Чтобы найти максимальную силу сжатия, нагружайте пружину до того момента, когда она полностью сожмется. На весах измерьте массу груза и умножьте ее на ускорение свободного падения (число 9,81). Массу выразите в килограммах, тогда силу получите в ньютонах.
5
Чтобы найти жесткость пружины, закрепите один из ее концов, а к другому прикрепите динамометр, придайте пружине небольшую деформацию (10-20 %). Измерьте ее длину в деформированном состоянии в метрах, и снимите показания динамометра в ньютонах. Отнимите длину деформированной пружины от длины пружины в свободном состоянии. Затем на полученное значение разделите силу, измеренную динамометром k=F/Δx. Результат получите в ньютонах на метр.
Видео по теме
Обратите внимание
При необходимости используйте защитные перчатки. Сжимайте и разжимайте пружину не резко, а плавно. Защищайте глаза.
Полезный совет
Сжимая сильную пружину, будьте осторожны - она может выскользнуть и причинить травмы. Очень сильные пружины лучше измерять в разжатом или слегка сжатом состоянии, несмотря на то, что точность при этом несколько уменьшится. Особенно осторожным нужно быть, если для сжатия используются тиски или другие механические приспособления.
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500