弹簧的基础知识总结
2024-11-14

弹簧是一种广泛应用于机械和电子行业的一种弹性元件,弹簧在加载后能产生较大的弹性变形,并将机械功或动能转化为变形能,而在弹簧卸载后变形消失并恢复到原始状态,同时将变形转化为机械功或动能。弹簧的载荷与变形之比称为弹簧刚度,刚度越大,弹簧的刚度越大。
一、弹簧的作用
缓冲和减振。如汽车、火车车箱下的减振弹簧、各种缓冲缓冲弹簧等;
控制组织的运动。如内燃机中的气门弹簧、离合器控制弹簧等。
存储和输出能量。如时钟弹簧、枪栓弹簧等。
力的测量。如弹簧秤、弹簧中的测力装置等。
二、弹簧的分类
按力弹簧的性质分为: 拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧。
拉伸弹簧 (简称拉簧) 是受轴向拉力作用的螺旋弹簧,拉伸弹簧一般由圆形截面材料制成。当没有负载时,拉伸弹簧的线圈通常没有间隙地拧紧。
压缩弹簧 (简称压缩弹簧) 是承受压力的螺旋弹簧,它所使用的截面材料多为圆形,也适用于矩形和多股钢绞线的盘绕,弹簧一般为等螺距,弹簧的压缩圈与圈之间存在一定的间隙,当受到外载荷时,弹簧收缩变形,储存变形能量。
扭力弹簧是螺旋弹簧。扭转弹簧可以存储和释放角能量,或者通过围绕弹簧主体的中心轴线旋转力臂来静态地固定装置。扭转弹簧的端部固定到其它部件,并且当其它部件围绕弹簧的中心旋转时,弹簧将它们拉回到它们的初始位置,从而产生扭矩或旋转力。
还有两种不太常见的气体弹簧和碳纳米管弹簧
空气弹簧是在一个柔性密闭容器内添加压力空气,利用空气的可压缩性达到弹性效果的一种非金属弹簧,用于高档车辆悬架装置可大大提高车辆行驶的平顺性,从而大大提高车辆运行的舒适性,因此空气弹簧在汽车、铁路机车中得到了广泛的应用。
碳纳米管弹簧: 需要制作碳纳米管膜,然后使用纺丝技术将碳纳米管膜纺丝成碳纳米管弹簧。直径可达数百微米,而长度可达数厘米,有望用于可拉伸导体、柔性电极、微型应变传感器、超级电容器、集成电路、太阳能电池、场发射源、能量耗散纤维等领域,并有望用于医疗器械,如张力传感绷带。
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