▷ Пружина (или пружина): что это такое, виды и применение

В этой статье объясняется, что такое пружина, также называемая пружиной. Кроме того, вы узнаете о различных типах пружин и их применении.

Что такое весна?

Пружина (или пружина ) — это металлическое тело, согнутое в виток, способное возвращаться к своей форме после сжатия или расширения. Другими словами, пружина — это упругий элемент, который не деформируется постоянно, но после прекращения воздействия на пружину силы возвращается к исходной форме.

Пружины изготавливаются из разных материалов, хотя наиболее распространенным материалом является нержавеющая сталь, также используются пластмассы или сплавы, содержащие углерод, хром, кремний или другие компоненты.

Одной из характеристик пружины является то, что когда она сжимается или растягивается относительно своего исходного положения, она оказывает силу, пропорциональную ее удлинению, но в противоположном направлении. Ниже мы увидим, как рассчитывается сила упругости пружины.

Эта особенность означает, что пружина имеет множество применений в технике. Как правило, пружины предназначены для обеспечения сопротивления или смягчения внешнего напряжения. Ниже мы также увидим, для чего нужна пружина.

Типы пружин

Типы пружин :

Пружина напряжения.
Пружина сжатия.
Изгибающаяся пружина.
Пружина кручения.
Другие типы пружин.

Обратите внимание, что обычно типы пружин классифицируются на основе приложенной к ним силы нагрузки, но существуют и другие критерии, позволяющие классифицировать их по другим типам.

Ниже вы можете увидеть объяснение каждого типа пружины, а также пример фотографии, чтобы вы могли увидеть, как выглядит каждый тип пружины.

Натяжение пружины

Как следует из названия, пружина растяжения работает за счет растяжения, поэтому пружина растягивается при приложении к ней силы. Эти типы пружин обычно имеют крючок на одном конце, чтобы их было легче растягивать или подвешивать груз.

Пружина сжатия

Пружины сжатия предназначены для сжатия, поэтому чем больше силы прикладывается к пружине, тем сильнее она сжимается. Пружина сжатия используется в механизме многих машин для смягчения нагрузок.

изгибающая пружина

Нагрузка на изгибающую пружину приложена перпендикулярно. Таким образом, пружина поглощает нагрузку путем изгиба, а затем возвращается к исходной форме, когда приложенная сила прекращается. Этот тип пружины используется, например, в автомеханике.

Пружина кручения

Торсионная пружина во время работы вращается сама по себе, поскольку вместо приложения осевой нагрузки к ней прикладывается крутящий момент. Таким образом, конец пружины этого типа вращается при приложении к нему нагрузки.

Другие типы пружин

Наконец, следует отметить, что существуют также пружины, способные работать с разными видами усилий. Например, существуют пружины, которые могут работать как на тягу, так и на сжатие или даже кручение.

весенние аппликации

Пружина имеет множество применений, как для повседневного использования, так и для промышленного использования инструментов и машин. Ниже вы можете увидеть, для чего нужна пружина.

Пружину или пружину можно использовать для привода, поскольку энергию, накопленную при сжатии пружины, можно использовать для питания механических устройств, например механических часов. Привод останавливается, когда пружина снова расслабляется.
Силу, создаваемую пружиной, можно использовать в качестве противодействующей силы, например, в пружинных балансах или амортизаторах.
Пружина также используется в механизмах транспортных средств, фрикционы или дверные тормоза имеют для своей работы пружины.
Пружины также можно комбинировать для распределения приложенной нагрузки, тем самым преобразуя нагрузку, оказываемую на большой площади, в более равномерную нагрузку. Например, многие матрасы имеют встроенные пружины для распределения веса тела.
Наконец, пружины также используются для уменьшения последствий ударов, поскольку они могут действовать как амортизаторы.

сила упругости пружины

Упругая сила, также называемая восстанавливающей силой, представляет собой силу, действующую на упругую пружину при ее деформации. Точнее, сила упругости имеет ту же величину и направление, что и сила, деформировавшую пружину, но ее направление противоположно.

Чтобы рассчитать силу упругости, действующую на пружину, необходимо умножить постоянную упругости пружины на ее смещение, а затем изменить знак результата. Таким образом , формула силы упругости пружины выглядит следующим образом:

$F_e=-k\cdot \Delta x$

Золото:

$F$

– сила упругости, выраженная в ньютонах.
$k$

— упругая постоянная пружины, единицы измерения — Н/м.
$\Delta x$

— удлинение пружины при приложении внешней силы, выраженное в метрах.

Примечание . Знак минус просто указывает на то, что направление силы упругости противоположно направлению внешней силы, действующей на пружину. Важно то, что модуль упругой силы эквивалентен упругой постоянной, умноженной на смещение.

Эта формула известна как закон упругости Гука.

энергия весны

Потенциальная энергия упругости, или просто энергия упругости, — это энергия, накопленная внутри пружины за счет работы, совершаемой прилагаемой ею силой. Итак, упругая потенциальная энергия – это вид потенциальной энергии, связанный с силой упругости пружины или пружины.

Формула для расчета потенциальной энергии упругости пружины :

$E_p=\cfrac{1}{2}\cdot k\cdot x^2$