15 LWM

Charakterystyka sprężyn

1. Opis aparatu do wyznaczania charakterystyki sprężyn z podaniem informacji o czujnikach i wzmacniaczach.

Przy wyznaczaniu charakterystyki sprężyn korzystaliśmy z aparatu wyposażonego w siłomierz S9 oraz czujnik przemieszczenia WA/50mm. Wkładaliśmy sprężyny między dwie ścianki, którymi następnie ściskaliśmy sprężynę zbliżając je do siebie przy pomocy korbki. Wyniki odczytywaliśmy z dwóch modułów wchodzących w skład aparatu: pierwszego scout55 firmy HBM, gdzie pokazana była wartość ugięcia i drugiego MVD2510 także firmy HBM, na którym wyświetlała się siła.

1. Wyniki pomiarów.

Tablica 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	0	0
2	3,64	50	50	49,95671	0,01443
3	7,12	100	100	102,8212	-0,94041
4	10,56	150	150	155,0781	-1,69271
5	13,80	200	200	204,2968	-1,43227
6	16,78	250	250	249,5659	0,144714
7	19,68	300	300	293,6196	2,12679
8	22,42	350	350
9	25,03	400	400

Tablica 2

Doświadczalne wyznaczanie liniowej charakterystyki 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	0	0	0
2	3,64	50	50	49,87762	0,030594
3	7,11	100	100	101,1161	-0,27903
4	10,54	150	150	151,764	-0,44099
5	13,93	200	200	201,8212	-0,45529
6	17,32	250	250	251,8784	-0,46959
7	20,71	300	300	301,9356	-0,48389
8	24,01	350	350	350,6638	-0,16595
9	27,00	400	400	394,8145	1,296364

Tablica 3

Doświadczalne wyznaczanie liniowej charakterystyki układu równoległego dwu 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	0	0	0
2	1,89	50	50	49,49986	0,100027
3	3,67	100	100	100,8913	-0,17826
4	5,44	150	150	151,994	-0,39881
5	7,15	200	200	201,3645	-0,2729
6	8,88	250	250	251,3123	-0,26247
7	10,66	300	300	302,7038	-0,54076
8	12,41	350	350	353,2291	-0,64582
9	14,07	400	400	401,1559	-0,23119
10	15,70	450	450	448,2167	0,356669
11	17,31	500	500	494,6999	1,060014

Wartości w kolumnach E i F zostały obliczone w Excelu. W pierwszej tabeli konieczne było odrzucenie dwóch ostatnich wyników z tabeli D, ponieważ przy ich uwzględnieniu błąd liniowości b przekraczał ±2 %.

1. Obliczenia sztywności obu sprężyn i ich układu równoległego ze wzorów:
   , gdzie D = D_w + d − średnia średnica zwojów, C_równ. = C₁ + C₂ .

d₁ = 5 mm

Dw₁ = 43,3 mm

n₁ = 4

D₁ = 43,3 + 5 = 48,3 mm

d₂ = 4 mm

Dw₂ = 28 mm

n₂ = 5,75

D₂ = 28 + 4 = 32 mm

1. Wykresy charakterystyk sprężyn 1, 2 i ich układu równoległego we współrzędnych ( f , F )
   z zaznaczonymi punktami pomiarowymi, prostą regresji w zakresie liniowym i równaniem prostej regresji (współczynnik kierunkowy prostej regresji jest równy doświadczalnie wyznaczonej sztywności sprężyny).

2. Porównanie sztywności wyznaczonych doświadczalnie z teoretycznymi w tablicy 4.

Tablica 4

Porównanie sztywności doświadczalnych z teoretycznymi

Sprężyna	Sztywność [N/mm]	Błąd [%]
	doświadczalna Cd	teoretyczna Ct
1
2
Układ równoległy

16 LWM

Próba udarowego zginania

Próba udarowego zginania sposobem Charpy’ego wg PN-EN 10045-1:1994

Początkowa energia młota wahadłowego	Emax	J
Ramię młota	R	m
Masa młota	m	kg
Początkowy kąt wzniosu młota	α	°
Prędkość uderzenia	v	m/s
Oznaczenie próbki	−	−
Typ karbu	−	−
Promień zaokrąglenia dna karbu	r	mm
Odległość płaszczyzny symetrii karbu od końca próbki	lk	mm
Długość próbki	l	mm
Wysokość próbki	h	mm
Wysokość poniżej karbu	h0	mm
Szerokość próbki	b	mm
Powierzchnia przekroju poprzecznego w miejscu karbu	S0	cm^2
Temperatura badania	T	°C
Kąt wzniosu młota po złamaniu próbki	β	°
Energia zużyta na złamanie próbki	K . . . . .	J
Udarność	KC . . . . .	J/cm^2
Typ przełomu	−	−
Uwagi	−	−

Sprawozdanie powinno zawierać:

1. Rysunek próbki przed złamaniem i po złamaniu.

2. Tablicę Próba udarowego zginania sposobem Charpy’ego wg PN-EN 10045-1:1994

3. Wzory stosowane przy wypełnianiu tablicy.