LABORATORIUM WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW
Wydział: Informatyki i Zarządzania Grupa: LG 1 Podgrupa: II Rok 1 semestr 1 Natalia Cegielska Mateusz Bartkowiak Paweł Antczak		Temat: Wyznaczanie charakterystyk sprężyn śrubowych.
Data wykonania: 13.12.2007 r.	Data oddania: 03.01.2008r.		Zaliczenie:

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

2. Tabele:

• sprężyna 1 (duża)

Numer pomiaru	Ugięcie	Siła ściskająca	Siła ściskająca	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	-4,8726	1,6242
2	4,2	50	50	50,4592	-0,1531
3	8,18	100	100	102,8927	-0,9642
4	12,03	150	150	153,6135	-1,2045
5	15,76	200	200	202,7534	-0,9178
6	19,4	250	250	250,7077	-0,2359
7	22,72	300	300	294,4461	1,8513
8	25,89	350
9	28,98	400
10	31,87	450
11	34,3	500

• sprężyna 2 (mała)

Numer pomiaru	Ugięcie	Siła ściskająca	Siła ściskająca	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	-2,9057	0,9686
2	5,19	50	50	50,0350	-0,0117
3	10,21	100	100	101,2415	-0,4138
4	15,23	150	150	152,4481	-0,8160
5	20,09	200	200	202,0226	-0,6742
6	24,97	250	250	251,8011	-0,6004
7	29,24	300	300	295,3573	1,5476
8	32,64	350
9	35,54	400

• układ równoległy dwóch 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	-11,5525	1,9254
2	2,42	50	50	45,0345	0,8276
3	4,76	100	100	99,7509	0,0415
4	7,07	150	150	153,7658	-0,6276
5	9,31	200	200	206,1439	-1,0240
6	11,46	250	250	256,4175	-1,0696
7	13,6	300	300	306,4573	-1,0762
8	15,71	350	350	355,7956	-0,9659
9	17,74	400	400	403,2633	-0,5439
10	19,79	450	450	451,1986	-0,1998
11	21,83	500	500	498,9001	0,1833
12	23,8	550	550	544,9647	0,8392
13	25,72	600	600	589,8602	1,6900
14	27,63	650
15	29,41	700
16	31,16	750
17	32,83	800
18	34,37	850

3. Obliczenia sztywności obu sprężyn i ich układu równoległego

C =

gdzie:

G - moduł sprężystosci poprzecznej. Dla stali = 80 GPa = 80 000MPa

n - liczba zwojów

d - średnica drutu sprężyny

D_w - wewnętrzna średnica sprężyny

D= D_w + d

• sztywność sprężyny nr 1 (dużej)

d = 5,4 mm

D_w = 54 mm

D = 59,8 mm

n= 6

C₁=
≈ 6,63 [

• sztywność sprężyny nr 2 (małej)

d = 2,9 mm

D_w = 34 mm

D =36,9 mm

n = 8

C2 =
≈ 1,76 [

• sztywność układu równoległego

C_równ. = C₁ + C₂

C= 6,63 + 1,76 = 8,39 [N/mm]

4. Porównanie sztywności doświadczalnych z teoretycznymi

Sprężyna	Sztywność [N/mm]		Błąd [%]
		doświadczalna Cd		teoretyczna Ct
1	13,2	6,63	99%
2	10,2	1,76	479%
Układ równoległy	23,4	8,39	178%

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

• wykres dla sprężyny 1

• wykres dla sprężyny 2

• wykres dla układu równoległego

6

---