Laboratorium Wytrzymałości Materiałów
Wydział: BMiZ Kierunek: MiBM Rok II Semestr IV Grupa M4/1 Filip Bojarski Rafał Hofman Mateusz Mytych
Data wykonywania ćwiczenia: 21.05.2013r.

1. Opis aparatu do wyznaczania charakterystyki sprężyn.

Type SS 2kN WA/50mm, czujnik indukcyjny.

1. Parametry obu sprężyn:

Sprężyna 1: Sprężyna 2:

D=27,58mm D=43,54mm

d=4,08mm d=5,1mm

n=5,75 n=4

gdzie:

D – średnica zewnętrzna,

d - średnica drutu,

n - liczba zwojów.

1. Doświadczalne wyznaczanie liniowej charakterystyki sprężyny 1.

Numer pomiaru	Ugięcie	Siła ściskająca	Siła ściskająca w zakresie liniowym	Siła z prostej regresji liniowej	Odchylenie pomiaru od prostej regresji
i	f	F	Fzl	Frl	B
	mm	N	N	N	%
A	B	C	D	E	F
1	0	0	0	-8,71	1,74
2	3,71	50	50	47,4	0,52
3	7,21	100	100	100	-0,07
4	10,66	150	150	152	-0,51
5	14,08	200	200	204	-0,85
6	17,45	250	250	255	-1,05
7	20,85	300	300	306	-1,33
8	24,12	350	350	356	-1,22
9	27,17	400	400	402	-0,45
10	30,12	450	450	446	0,63
11	32,78	500	-	487	2,58

1. Doświadczalne wyznaczanie charakterystyki liniowej sprężyny 2.

Numer pomiaru	Ugięcie	Siła ściskająca	Siła ściskająca w zakresie liniowym	Siła z prostej regresji liniowej	Odchylenie pomiaru od prostej regresji
i	f	F	Fzl	Frl	B
	mm	N	N	N	%
A	B	C	D	E	F
1	0	0	-	-12,7	2,55
2	3,67	50	50	45,1	0,97
3	7,20	100	100	100	-0,17
4	10,66	150	150	155	-1,09
5	13,97	200	200	207	-1,53
6	17,21	250	250	258	-1,75
7	20,38	300	300	308	-1,75
8	23,42	350	350	356	-1,35
9	26,24	400	400	401	-0,24
10	28,93	450	450	443	1,27
11	31,52	500	-	484	3,10

5. Doświadczalne wyznaczanie charakterystyki liniowej układu dwu sprzężonych równolegle sprężyn.

Numer pomiaru	Ugięcie	Siła ściskająca	Siła ściskająca w zakresie liniowym	Siła z prostej regresji liniowej	Odchylenie pomiaru od prostej regresji
i	f	F	Fzl	Frl	B
	mm	N	N	N	%
A	B	C	D	E	F
1	0	0	-	-36,7	3,67
2	4,54	100	100	101	-0,17
3	8,05	200	200	208	-0,88
4	11,45	300	300	312	-1,25
5	14,77	400	400	413	-1,37
6	18,07	500	500	514	-1,44
7	21,28	600	600	612	-1,23
8	24,42	700	700	708	-0,80
9	27,44	800	800	800	-0,01
10	30,82	900	900	903	-0,32
11	32,75	1000	-	962	3,79

5. Obliczenia sztywności.

,

Gdzie:

G – moduł sprężystości poprzecznej,

C – sztywność,

d – średnica drutu, C₁=15,25 [N/mm]

D_sr – średnia średnica zwojów, C₂=15,86 [N/mm]

n – liczba zwojów. C₁+C₂=31,11 [N/mm]

5. Wykresy charakterystyk sprężyn.

Równanie prostej regresji: y=15,13x-8,71

Równanie prostej regresji: y=15,78x-12,76

Równanie prostej regresji: y=29,54x-32,37

5. Porównanie wyników.

Sprężyna	Sztywność [N/mm]	Błąd [%]
	doświadczalna Cd	teoretyczna Ct
1	15,13	15,25
2	15,78	15,86
Układ równoległy	29,54	31,11

5. Wnioski.

Różnice sztywności między wartością wyznaczoną a obliczoną dla sprężyn 1 i 2 są mniejsze od 1%, większy błąd można zaobserwować dla ich równoległego połączenia który wynosi aż 5%. Jest to spowodowane tym że obie sprężyny podczas ściskania w układzie równoległym odkształcały się o tą samą wartość, przejmując jednak różne wartości siły.