GiG	Krzemiński Piotr Klementowicz Piotr	Rok II Grupa: 2		Zespół
Wytrzymałość materiałów ćwiczenia laboratoryjne.	Temat: Próba statyczna ściskania sprężyn śrubowych.			Ćwiczenie nr 3
Data wykonania 17.05.2005	Data oddania 19.05.2005		Data zalicz.	Ocena

1. Cel ćwiczenia
Zdjęcie charakterystyk
dwóch sprężyn pracujących:
a) pojedynczo (każda oddzielnie),

b) równolegle,

c) szeregowo.

Wyznaczenie dla każdej ze sprężyn:

a) modułu sprężystości postaciowej (G),

b) stałej sprężyny (c).

Obliczenie stałej (c) dla układu sprężyn połączonych:

a) równolegle,

b) szeregowo.

Przedmiotem badań będą sprężyny śrubowe walcowe wykonane z drutu, o przekroju kołowym.

Zależność skrócenia sprężyny (
) od siły ściskającej (P) można przedstawiać w ten sposób, że skrócenie sprężyny jest wprost proporcjonalne do działającej siły (P).

gdzie współczynnik proporcjonalność (c) zwany jest stałą sprężyny

gdzie: G- moduł sprężystości postaciowej materiału sprężyny,

d- średnica drutu sprężyny,

n- liczba zwojów sprężyny,

D- średnica sprężyny.

Aby wyznaczyć G do wzoru
podstawiamy za (c)
, otrzymamy wtedy równanie:

Znając wartość siły P przy której nastąpiło maksymalne skrócenie sprężyny oraz wartość tego skrócenia
, wyznaczamy moduł:

Stałą sprężyny wyznaczamy z równania

Jeżeli mamy układ dwóch sprężyn połączonych równolegle to:

natomiast dla układu dwóch sprężyn połączonych szeregowo:

gdzie: P- siła całego układu,

- siła w i-tej sprężynie (i = 1,2),

- odkształcenie układu,

- odkształcenie i-tej sprężyny (i = 1,2).

Uwzględniając równanie
w powyższych równaniach to dla układu równoległego otrzymujemy:

stąd stała układu dwóch sprężyn połączonych równolegle wynosi:

Dla układu szeregowego mamy:

stąd stała dla układu dwóch sprężyn połączonych szeregowo wynosi:

2. Aparatura pomiarowa

Do zdjęcia charakterystyk
wykorzystujemy maszynę wytrzymałościową. Silnik wraz z układem przekładni pozwala na szybkie ustawienie na odpowiednim poziomie górnej płyty oporowej maszyny. Dolna płyta na której ustawiamy sprężynę, jest nieruchoma. Po ustawieniu górnej płyty i założeniu sprężyny ponownie uruchamiamy silnik. Górna płyta przemieszcza się w dół wywierając coraz większy nacisk na sprężynę. Wartość siły ściskającej wskazywana jest przez wskazówkę siłomierza. Graficzny obraz zależności skrócenia sprężyny od działającej siły, wykreśla pisak urządzenia samopiszącego. Otzrymany wykres to charakterystyka ściskanej sprężyny
.

3. Opracowanie wyników

	[mm]	63,6
	[mm]	42,2
	[mm]	8,1
	[mm]	4,8
	zw.	6
	zw.	8

Przeprowadzona próba
		[mm]	[N]
Ściskanie sprężyny 1	37	1170
Ściskanie sprężyny 2	47	550
Ściskanie sprężyn poł. równolegle	38	1705
Ściskanie sprężyn poł. szeregowo	66	565

[MPa]	90710,31
[MPa]	106027,2
[mm/N]	0,031624
[mm/N]	0,085455
[mm/N]	0,023082
[mm/N]	0,117078

Wykres charakterystyki sprężyn

Sprężyna 1

Sprężyna 2

---