彈簧是機械和電子行業中廣泛使用的一種彈性元件,彈簧最大的特點就是有彈性,因此彈簧在日常生活中被廣泛應用,那么,彈簧為什么有彈性?彈簧的種類又有哪些呢?下面跟著學習力一起來了解。![]() 為什么彈簧有彈性? 物質都有自己的特性。你硬要把干木棍弄彎,木棍就會折斷,因為木棍沒有彈性。如果你想把橡皮筋弄彎,那就很客易了,但不管你怎么擺弄,它都不易斷裂,因為橡皮筋有彈性。彈簧的伸縮性能很好,任憑你使勁拉、壓,它都能恢復原樣。當然,如果拉力過大,彈簧就會被拉斷。彈簧是由許多連續的螺旋形圓圈形成的,稍微用力,它就能夠伸縮。你用力將它拉長,它照樣能恢復原樣。人們運用這個道理制成了體育用具——拉力器。 其實,所有的固體都有一定的微觀結構(如晶格)。如果施加外力,晶格上的原子就會離開原來的位置,我們說發生了“形變”。假如外力撤消后,原子由于受到內部作用力的影響,又回到原先的平衡位置,這時物體就能恢復原狀,這樣的形變叫作“彈性形變”; 假如外力撤去后,原子所受的內部作用力不足以使其回到原來的位置,物體不能恢復原狀,這樣的形變叫作“塑性形變”。彈性形變發生在一定限度之內,如果外力過大,使得物體的形變超出了彈性范圍,這時物體就不能夠恢復原狀了。 不同的物質有著不同的彈性和塑性,取決于它們分別由哪些原子組成以及各自有怎樣的內部結構。彈簧之所以能夠伸縮,是因為制造彈簧所用的彈簧鋼具有很強的彈性,而且彈簧一般被制成螺旋狀,這種特殊結構也能將各個部分的彈性積累起來,從而使彈性大大增強。 ![]() 彈簧是誰發明的? 彈簧很早很早之前就有應用了,古代的弓和弩就是兩種廣義上的彈簧。彈簧的發明家嚴格意義上應該是英國科學家胡克(RobertHooke),雖然那時螺旋壓縮彈簧已經出現并廣泛使用,但胡克提出了“胡克定律”——彈簧的伸長量與所受的力的大小成正比,正是根據這一原理,1776年,使用螺旋壓縮彈簧的彈簧秤問世。不久,根據這一原理制作的專供鐘表使用的彈簧也被胡克本人發明出來。而符合“胡克定律”的彈簧才是真正意義上的彈簧。 碟形彈簧是法國人貝勒維爾發明的,是用金屬板料或鍛壓坯料而成的截錐形截面的墊圈式彈簧。 ![]() 彈簧怎么恢復原狀? 很多時候因為外力作用導致彈簧變形,從而失去彈力,那么,怎么才能讓彈簧恢復原狀呢? 因為制作工藝的原因,從材料力學的角度來說,彈簧已經發生了溯性變形,就算使用方法使它恢復,它也不可能有以前的彈性了。 大家可以制作一個比原彈簧略細點的材料,做成絞杠,在一端開個能穿進鋼絲的口。將原彈簧鋼絲的一頭用小竹筷夾住,并將小竹筷和鋼絲一起夾在桌虎鉗上,(注意不要夾的過緊,)將鋼絲穿進絞杠口中,按照原彈簧的旋向,重新繞一遍就行了。 ![]() 彈簧有哪些種類? 彈簧按照受力性質可分為:壓縮彈簧、拉伸彈簧、扭轉彈簧、彎曲彈簧; 按照形狀可分為:螺旋彈簧、渦卷彈簧、板彈簧、碟形彈簧、環形彈簧、異形彈簧等; 按照制作過程可以分為:冷卷彈簧、熱卷彈簧;按照制作材料可分為金屬彈簧、塑料彈簧、橡膠彈簧及其他材料彈簧。 ![]() 彈簧的主要功能是什么? ①控制機械的運動,如內燃機中的閥門彈簧、離合器中的控制彈簧等。 ②吸收振動和沖擊能量,如汽車、火車車廂下的緩沖彈簧、聯軸器中的吸振彈簧等。 ③儲存及輸出能量作為動力,如鐘表彈簧、槍械中的彈簧等。 ④用作測力元件,如測力器、彈簧秤中的彈簧等。彈簧的載荷與變形之比稱為彈簧剛度,剛度越大,則彈簧越硬。彈簧是機械和電子行業中廣泛使用的一種彈性元件,彈簧在受載時能產生較大的彈性變形,把機械功或動能轉化為變形能,而卸載后彈簧的變形消失并回復原狀,將變形能轉化為機械功或動能。 延伸閱讀: 萬寶龍的筆為什么那么貴? 指南針為什么不叫指北針? 潛水衣是怎樣發明的? 遙控器為什么能遙控家用電器? 聽診器是誰發明的? |