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为什么弹簧有弹性_弹簧的种类及功能

教育知识分享 2022-03-29 脑经急转弯
  弹簧是机械和电子行业中广泛使用的一种弹性元件,弹簧最大的特点就是有弹性,因此弹簧在日常生活中被广泛应用,那么,弹簧为什么有弹性?弹簧的种类又有哪些呢?下面跟着学习力一起来了解。

为什么弹簧有弹性,弹簧的种类及功能


  为什么弹簧有弹性?

  物质都有自己的特性。你硬要把干木棍弄弯,木棍就会折断,因为木棍没有弹性。如果你想把橡皮筋弄弯,那就很客易了,但不管你怎么摆弄,它都不易断裂,因为橡皮筋有弹性。弹簧的伸缩性能很好,任凭你使劲拉、压,它都能恢复原样。当然,如果拉力过大,弹簧就会被拉断。弹簧是由许多连续的螺旋形圆圈形成的,稍微用力,它就能够伸缩。你用力将它拉长,它照样能恢复原样。人们运用这个道理制成了体育用具——拉力器。

  其实,所有的固体都有一定的微观结构(如晶格)。如果施加外力,晶格上的原子就会离开原来的位置,我们说发生了“形变”。假如外力撤消后,原子由于受到内部作用力的影响,又回到原先的平衡位置,这时物体就能恢复原状,这样的形变叫作“弹性形变”;

  假如外力撤去后,原子所受的内部作用力不足以使其回到原来的位置,物体不能恢复原状,这样的形变叫作“塑性形变”。弹性形变发生在一定限度之内,如果外力过大,使得物体的形变超出了弹性范围,这时物体就不能够恢复原状了。

  不同的物质有着不同的弹性和塑性,取决于它们分别由哪些原子组成以及各自有怎样的内部结构。弹簧之所以能够伸缩,是因为制造弹簧所用的弹簧钢具有很强的弹性,而且弹簧一般被制成螺旋状,这种特殊结构也能将各个部分的弹性积累起来,从而使弹性大大增强。

为什么弹簧有弹性,弹簧的种类及功能


  弹簧是谁发明的?

  弹簧很早很早之前就有应用了,古代的弓和弩就是两种广义上的弹簧。弹簧的发明家严格意义上应该是英国科学家胡克(RobertHooke),虽然那时螺旋压缩弹簧已经出现并广泛使用,但胡克提出了“胡克定律”——弹簧的伸长量与所受的力的大小成正比,正是根据这一原理,1776年,使用螺旋压缩弹簧的弹簧秤问世。不久,根据这一原理制作的专供钟表使用的弹簧也被胡克本人发明出来。而符合“胡克定律”的弹簧才是真正意义上的弹簧。

  碟形弹簧是法国人贝勒维尔发明的,是用金属板料或锻压坯料而成的截锥形截面的垫圈式弹簧。

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  弹簧怎么恢复原状?

  很多时候因为外力作用导致弹簧变形,从而失去弹力,那么,怎么才能让弹簧恢复原状呢?

  因为制作工艺的原因,从材料力学的角度来说,弹簧已经发生了溯性变形,就算使用方法使它恢复,它也不可能有以前的弹性了。

  大家可以制作一个比原弹簧略细点的材料,做成绞杠,在一端开个能穿进钢丝的口。将原弹簧钢丝的一头用小竹筷夹住,并将小竹筷和钢丝一起夹在桌虎钳上,(注意不要夹的过紧,)将钢丝穿进绞杠口中,按照原弹簧的旋向,重新绕一遍就行了。

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  弹簧有哪些种类?

  弹簧按照受力性质可分为:压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧、弯曲弹簧;

  按照形状可分为:螺旋弹簧、涡卷弹簧、板弹簧、碟形弹簧、环形弹簧、异形弹簧等;

  按照制作过程可以分为:冷卷弹簧、热卷弹簧;按照制作材料可分为金属弹簧、塑料弹簧、橡胶弹簧及其他材料弹簧。

为什么弹簧有弹性,弹簧的种类及功能


  弹簧的主要功能是什么?

  ①控制机械的运动,如内燃机中的阀门弹簧、离合器中的控制弹簧等。

  ②吸收振动和冲击能量,如汽车、火车车厢下的缓冲弹簧、联轴器中的吸振弹簧等。

  ③储存及输出能量作为动力,如钟表弹簧、枪械中的弹簧等。

  ④用作测力元件,如测力器、弹簧秤中的弹簧等。弹簧的载荷与变形之比称为弹簧刚度,刚度越大,则弹簧越硬。弹簧是机械和电子行业中广泛使用的一种弹性元件,弹簧在受载时能产生较大的弹性变形,把机械功或动能转化为变形能,而卸载后弹簧的变形消失并回复原状,将变形能转化为机械功或动能。

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