Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Chełmie

Instytut Nauk Technicznych

LABOLATORIUM WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW

Data wykonania ćwiczenia:	Nr ćwiczenia:	Ocena ze sprawozdania:
Wykonał:		Grupa: XIII A
Temat: Wyznaczenie charakterystyki sprężyn.		Prowadzący:

1. Cel ćwiczenia:

• Zapoznanie się z budową i wyznaczeniem charakterystyki sprężyn;

• Wyznaczenie stałej sprężyny;

• Wyznaczenie stałej przy połączeniu szeregowym i równoległym sprężyn.

2. Schemat stanowiska:

Rysunek 8a przedstawia sprężynę śrubową wykonaną drutu o średnicy d = 2r, którego oś tworzy linię śrubową o kącie α na cylindrycznej powierzchni o promieniu R.

Uwzględniając równowagę odciętej części sprężyny ( Rys.8b)w przekroju drutu sprężyny działa siła F i moment: M = F*R prostopadły do osi sprężyny - równoważący działanie siły F na promieniu R.

Naprężenia w dowolnym punkcie przekroju są sumą geometryczną największych naprężeń stycznych wywołanych momentem skręcającym M_s :

- wskaźnik wytrzymałości przekroju drutu na skręcanie;

i średniej wartości naprężeń stycznych wywołanych siłą F:

S - pole przekroju drutu sprężyny;

Największe naprężenia wynoszą:

W stosowanych sprężynach iloraz
posiada małą wartość w porównaniu z jednostką możemy go pominąć, otrzymując:

Odkształcenie sprężyny wyrażone jest następującym wzorem:

gdzie:

x - odkształcenie sprężyny

n - liczba zwojów czynnej części sprężyny,

G - moduł sprężystości postaciowej Kirchoffa [MPa]

Pomiędzy siłą F i odkształceniem x zachodzi zależność liniowa

F = C*x

Gdzie stała:

Współczynnik C nazywa się sztywnością lub stałą sprężyny.

Zależność F = C*x możemy przedstawić na wykresie:

Połączenie szeregowe sprężyn:

Całkowite odkształcenie układu szeregowego:

Stała zastępcza szeregowego układu sprężyn wynosi:

Połączenie równoległe sprężyn:

3.Tabela pomiarów i wyników:

Nr sprężyny	d [mm]	n	Dz [mm]	D [mm]	Fdop [N]	Ct [N/mm]	Cd [N/mm]	Ct,sz(1,2) [N/mm]	Cdsz(1,2) [N/mm]	Ctr(3,4) [N/mm]	Cdr(3,4) [N/mm]
1	4,5	34	26	15	214		16,66		8,33
2	4,5	34	26	15	214		16,66
3	8	13	41	25	730		53,33				119,99
4	8	15	43	27	730		66,66

Sprężyna 1		Sprężyna 2		Sprężyna 3		Sprężyna 4		Połączenie szeregowe sprężyn 3 i 4		Połączenie równoległe sprężyn 1 i 2
F [N]	x [mm]	F [N]	x [mm]	F [N]	x [mm]	F [N]	x [mm]	F [N]	x [mm]	F [N]	x [mm]
100	3	100	3	200	5	200	3	200	5	200	3
200	9,2	200	9,2	400	8	400	6	400	11	400	10
300	18	300	18	600	12	600	9	600	17	600	17
400	23	400	23	800	15	800	12	800	23	800	25
500	30	500	30

Obliczenia:

Siła dopuszczalna:

Obliczamy C_d:

Obliczamy C_t:

Obliczamy C_dsz(1,2):

Obliczamy C_dr(3,4):

Obliczamy C_tsz(1,2):

Obliczamy C_tr(3,4):

4. Wnioski:

---