1. Do badania charakterystyk sprężyn używamy specjalnej maszyny. Ściskaną sprężynę należy umieścić pomiędzy dwiema płytkami natomiast w przypadku rozciągania zawiesić na specjalnych hakach między rewersorem a belką napędową. Dolna płytka albo rewersor połączone są z układem pomiaru sił (jest to zegar-tarcza tradycyjna albo elektroniczna) natomiast płytka górna połączona jest z belką napędową. Wartość z jaką działamy na sprężyny odczytujemy z wspomnianych wyżej zegarów. Przed każdym pomiarem siłomierz musi być dokładnie wyzerowany. Na sprężyny oddziałuje belka napędzana ręcznie (za pomocą korby) albo mechanicznie. Ugięcie sprężyn mierzy się za pomocą specjalnej listwy i noniusza.

Do naszych doświadczeń wykorzystywaliśmy siłomierz typu S9 natomiast czujniki przemieszczenia były typu: WA/50

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	-12,556	3,139
2	5,25	50	50	44,821	1,294
3	11,5	100	100	113,127	-3,281
4	15,44	150	150	156,187	-1,547
5	19,5	200	200	200,559	-0,14
6	25,34	250	250	264,386	-3,596
7	28,5	300	300	298,919	0,27
8	33,36	350	350	352,037	-0,508
9	36,15	400		382,526	4,369

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	-33,445	8,361
2	7,24	50	50	39,711	2,572
3	16,1	100	100	129,236	-7,309
4	20,75	150	150	176,221	-6,555
5	26,2	200	200	231,290	-7,823
6	29,44	250	250	264,028	-3,507
7	34,2	300	300	312,125	-3,031
8	36,1	350	350	331,323	4,669
9	37,9	400		349,511	12,662

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	-63,884	7,516
2	4,62	50	50	46,671	0,392
3	6,9	100	100	101,231	-0,145
4	9,2	150	150	156,269	-0,738
5	11,4	200	200	208,915	-1,049
6	13,8	250	250	266,346	-1,923
7	15,9	300	300	316,598	-1,953
8	18,1	350	350	369,244	-2,264
9	20,22	400	400	419,975	-2,350
10	22,2	450	450	467,356	-2,042
11	24,2	500	500	515,215	-1,790
12	26,2	550	550	563,074	-1,538
13	28,1	600	600	608,541	-1,005
14	30,4	650	650	663,579	-1,598
15	31,9	700	700	699,474	0,062
16	33,2	750	750	730,582	2,284
17	35	800	800	773,656	3,099
18	36,4	850	850	807,157	5,040
19	37,4	900

3. Teoretyczna i doświadczalna sztywność sprężyn

G=8*10⁴ MPa

Wymiary sprężyny 1: Wymiary sprężyny 2:

d=5.3mm d=3,8mm

D_w=44,2mm D_w=26,7mm

D=D_w+d=5,3mm+44,2mm D=D_w+d=26,7mm+3,8mm

D=49,5mm D=30,5mm

n=5 n=7

Sztywności teoretyczne:

C₁=[8*10⁴ MPa*(0,0038m)⁴]/[8*(0,0305m)³*7]= 10498,731N/m

C₂=[8*10⁴ MPa*(0,0053m)⁴]/[8*(0,0495m)³*5]= 13090,378N/m

C _równoległa= C₁ + C₂=10498,731N/m + 13090,378N/m = 23589,109N/m

Sztywności doświadczalne (obliczane za pomocą Excela formułą (E2-E1)/(B2-B1))

C₁=[44,821N-(-12,556)]/0,00525m= 10928,952N/m

C₂=[39,711N-(-33,445N)]/0,00462m= 15834,632N/m

C _równoległa= C₁ + C₂= 10928,952N/m + 15834,632N/m = 26763,584N/m

4. Porównanie sztywności doświadczalnych z teoretycznymi

Sprężyna	Sztywność [N/mm]		Błąd [%]
		doświadczalna Cd		teoretyczna Ct
1	10928,952N/m	10498,731N/m	4,097
2	15834,632N/m	13090,378N/m	20,963
Układ równoległy	26763,584N/m	23589,109N/m	13,457

4. Wykresy charakterystyk sprężyn 1, 2 i ich układu równoległego we współrzędnych ( f , F ) z zaznaczonymi punktami pomiarowymi i prostą regresji w zakresie liniowym.

Sprężyna 1

Sprężyna 2

---