Temat: Próba statyczna ściskania sprężyn śrubowych |
Data wykonania: 02.06.2012 |
Grupa:3 |
|
---|---|---|---|
WydziałGiG Rok II |
Skład zespołu: Tendaj Paweł Żak Tomasz |
Ocena: | Zespół: 2 |
Cel ćwiczenia.
Zdjęcie charakterystyk λ = f(P) dwóch sprężyn pracujących:
pojedynczo
równolegle
szeregowo
Wyznaczenie dla każdej ze sprężyn:
modułu sprężystości postaciowej (G),
stałej sprężyny (c).
Obliczenie stałej (c) dla układu sprężyn połączonych:
równolegle,
szeregowo.
Stałą sprężyny wyznaczamy ze wzoru:
lub ,
Gdzie: λ - wartość skrócenia, P – wartość siły, G - moduł sprężystości postaciowej materiału sprężyny, d – średnica drutu sprężyny,
n - liczba zwojów sprężyny, D – średnica sprężyny
Jeżeli mamy układ dwóch sprężyn połączonych równolegle to: P = P1 + P2 λ = λ1 = λ2 c= stąd otrzymujemy stałą układu dwóch sprężyn połączonych równolegle: |
Jeżeli mamy układ dwóch sprężyn połączonych szeregowo to: P = P1 = P2 λ = λ1 + λ2 stąd otrzymujemy stałą układu dwóch sprężyn połączonych szeregowo: |
---|
Aparatura pomiarowa.
Do zdjęcia charakterystyk λ = f(P) wykorzystaliśmy maszynę wytrzymałościową. Graficzny obraz zależności skrócenia sprężyny od działającej siły, wykreśla pisak urządzenia samopiszącego. Otrzymany wykres to charakterystyka ściskanej sprężyny λ = f(P).
Opracowanie wyników.
Tabela 1 – wielkości charakteryzujące poszczególne sprężyny
D1 | [mm] | 72,8 |
---|---|---|
D2 | [mm] | 45,2 |
d1 | [mm] | 7,1 |
d2 | [mm] | 5,9 |
n1 | 6 | |
n2 | 10 |
Tabela 2 – wyniki pomiarów na maszynie wytrzymałościowej
Przeprowadzona próba | λmax | Pmax |
---|---|---|
[mm] | [N] | |
Ściskanie sprężyny 1 | 38 | 1310 |
Ściskanie sprężyny 2 | 26 | 780 |
Ściskanie sprężyn połączonych równolegle | 29 | 1540 |
Ściskanie sprężyn połączonych szeregowo | 65 | 1340 |
Tabela 3 – obliczone wielkości modułu G oraz stałych c danych sprężyn
G1 | [MPa] | 251240,5 |
---|---|---|
G2 | [MPa] | 182902 |
c1 | [mm/N] | 0,029008 |
c2 | [mm/N] | 0,033333 |
cr | [mm/N] | 0,01551 |
csz | [mm/N] | 0,062341 |
Wykres 1 - Graficzna interpretacja stałych c1, c2, cr, csz
Wnioski.
- Z przeprowadzonego doświadczenia wynika, że siła jaką należy przyłożyć do zgniatania sprężyny zależy od modułu sprężystości postaciowej G oraz wymiarów sprężyny.
- Przy ściskaniu sprężyn szeregowo spełniony został warunek mówiący, że skrócenie całego układu równe jest sumie skróceń maksymalnych przy pojedynczym ściskaniu obu sprężyn.
- Przy połączeniu równoległym siła dla całego układu nie jest równa sumie sił maksymalnych przy pojedynczym ściskaniu sprężyn małej. Jest to spowodowane przerwaniem obserwacji gdy zauważyliśmy maksymalne skrócenie sprężyny małej przy połączeniu równoległym.