Cara menentukan rumus kekakuan pegas. Berapa kekakuan pegasnya? Hubungan ini mengungkapkan inti dari hukum Hooke. Artinya untuk mencari koefisien kekakuan pegas, gaya tarik benda harus dibagi dengan perpanjangan pegas tertentu.

Tanpa mengetahui berapa gaya tarik pegas, mustahil menghitung koefisien kekakuannya, sehingga dicari gaya tariknya. Artinya, Fkontrol = kx, dimana k adalah koefisien kekakuan. Dalam hal ini, berat muatannya adalah sama dengan kekuatan elastisitas yang bekerja pada benda yang koefisien kekakuannya perlu dicari, misalnya pegas.


Dengan sambungan paralel kekakuannya bertambah, dengan sambungan seri berkurang. Fisika kelas 7 topik 03. Gaya disekitar kita (13+2 jam) Gaya dan dinamometer. Jenis kekuatan. Kekuatan seimbang dan resultan. Fisika kelas 7 topik 06. Pengantar Termodinamika (15+2 jam) Suhu dan Termometer.

Hubungan ini mengungkapkan inti dari hukum Hooke. Artinya untuk mencari koefisien kekakuan pegas, gaya tarik benda harus dibagi dengan perpanjangan pegas tertentu.

Ketika suatu benda mengalami deformasi, timbul gaya yang cenderung mengembalikan ukuran dan bentuk benda sebelumnya. Gaya ini timbul karena adanya interaksi elektromagnetik antara atom dan molekul suatu zat.

Hukum Hooke dapat digeneralisasikan pada kasus deformasi yang lebih kompleks. Pegas spiral sering digunakan dalam teknologi (Gbr. 1.12.3). Perlu diingat bahwa ketika pegas diregangkan atau dikompresi, deformasi puntir dan tekukan yang kompleks terjadi pada kumparannya.

Tidak seperti pegas dan beberapa bahan elastis (karet), deformasi tarik atau tekan batang (atau kabel) elastis mematuhi hukum linier Hooke dalam batas yang sangat sempit. Kencangkan salah satu ujung pegas secara vertikal dan biarkan ujung lainnya bebas. Kekakuan adalah kemampuan suatu bagian atau struktur untuk menahan gaya eksternal yang diterapkan padanya, dengan tetap mempertahankan parameter geometriknya jika memungkinkan.

Berbagai pegas dirancang untuk bekerja dalam kompresi, tegangan, torsi atau tekukan. Di sekolah, pada pelajaran fisika, anak diajarkan untuk menentukan koefisien kekakuan pegas tegangan. Untuk melakukan ini, pegas digantung secara vertikal pada tripod dalam keadaan bebas.

Perhitungan gaya Archimedes. Banyaknya kalor dan kalorimeter. Panas peleburan/kristalisasi dan penguapan/kondensasi. Panas pembakaran bahan bakar dan efisiensi mesin panas. Misalnya, pada deformasi lentur, gaya elastis sebanding dengan defleksi batang, yang ujung-ujungnya terletak pada dua penyangga (Gbr. 1.12.2).

Itu sebabnya sering disebut kekuatan tekanan biasa. Deformasi ekstensi pegas. Untuk logam, deformasi relatif ε = x / l tidak boleh melebihi 1%. Dengan deformasi besar, terjadi fenomena ireversibel (fluiditas) dan penghancuran material. Dari sudut pandang fisika klasik pegas bisa disebut alat yang terakumulasi energi potensial dengan mengubah jarak antar atom bahan tempat pegas ini dibuat.

Ciri utama kekakuan adalah koefisien kekakuan

Untuk baja, misalnya, E ≈ 2·1011 N/m2, dan untuk karet E ≈ 2·106 N/m2, yaitu lima kali lipat lebih kecil. Gaya elastis yang bekerja pada benda dari sisi tumpuan (atau suspensi) disebut gaya reaksi tumpuan. Ketika benda bersentuhan, gaya reaksi tumpuan diarahkan tegak lurus terhadap permukaan kontak.

Untuk menentukan secara eksperimental koefisien elastisitas pegas yang telah Anda siapkan untuk troli, pegas tersebut perlu dikompresi. Pertama carilah panjang pegas dalam satuan meter. Bentuk paling sederhana– deformasi tarik dan tekan. Hitung koefisien kekakuan dengan membagi hasil kali massa m dan percepatan jatuh bebas g≈9,81 m/s² untuk perpanjangan benda x, k=m g/x. Ketika menghubungkan beberapa benda yang dapat dideformasi secara elastis (selanjutnya disebut pegas agar singkatnya), kekakuan keseluruhan sistem akan berubah.

Rumus kekakuan pegas mungkin yang paling banyak poin penting dalam topik tentang elemen elastis ini. Bagaimanapun, kekakuanlah yang memainkan peran yang sangat penting peran penting Inilah sebabnya mengapa komponen ini digunakan secara luas.

Saat ini, hampir tidak ada industri yang dapat beroperasi tanpa pegas; pegas digunakan dalam pembuatan instrumen dan peralatan mesin, pertanian, produksi peralatan pertambangan dan kereta api, energi, dan industri lainnya. Mereka melayani dengan setia di tempat paling penting dan kritis dari berbagai unit, di mana karakteristik bawaannya diperlukan, terutama kekakuan pegas, yang rumusnya adalah pandangan umum sangat sederhana dan akrab bagi anak-anak dari sekolah.

Fitur pekerjaan

Setiap pegas adalah produk elastis, yang selama pengoperasiannya terkena beban statis, dinamis, dan siklik. Fitur utama dari bagian ini adalah bahwa ia berubah bentuk karena gaya yang diterapkan secara eksternal, dan ketika tumbukan berhenti, ia mengembalikan bentuk dan dimensi geometris aslinya. Selama periode deformasi, energi terakumulasi, dan selama pemulihan, energi ditransfer.

Sifat untuk kembali ke bentuk aslinya inilah yang membuat bagian-bagian ini digunakan secara luas: mereka adalah peredam kejut yang sangat baik, elemen katup yang mencegah tekanan berlebih, dan komponen untuk alat ukur. Dalam situasi ini dan situasi lainnya, berkat kemampuannya untuk berubah bentuk secara elastis, mereka berfungsi pekerjaan penting, oleh karena itu mereka diperlukan kualitas tinggi dan keandalan.

Jenis mata air

Ada banyak jenis bagian ini, yang paling umum adalah pegas tegangan dan pegas kompresi.

  • Yang pertama tanpa beban memiliki nada nol, yaitu kumparan bersentuhan dengan kumparan. Selama deformasi, mereka meregang dan panjangnya bertambah. Penghentian beban disertai dengan kembalinya ke bentuk semula - lagi-lagi putaran demi putaran.
  • Yang kedua, sebaliknya, awalnya dililit langkah tertentu di antara belokan, mereka terkompresi di bawah beban. Kontak belokan merupakan pembatas alami untuk kelanjutan tumbukan.

Pada awalnya untuk pegas perpanjangan ditemukan hubungan antara massa beban yang digantung padanya dengan perubahan ukuran geometriknya, yang menjadi dasar rumus kekakuan pegas ditinjau dari massa dan panjang.

Jenis mata air apa lagi yang ada?

Ketergantungan deformasi pada gaya eksternal yang diterapkan juga berlaku untuk jenis bagian elastis lainnya: torsi, tekukan, berbentuk cakram, dll. Tidak masalah di bidang mana gaya diterapkan padanya: di bidang di mana garis tengah berada, atau tegak lurus terhadapnya, deformasi yang dihasilkan sebanding dengan gaya yang mempengaruhi terjadinya gaya tersebut.

Karakter utama

Terlepas dari jenis pegas, kekhasan operasinya yang terkait dengan deformasi konstan memerlukan parameter berikut:

  • Kemampuan untuk mempertahankan nilai elastisitas konstan selama periode tertentu.
  • Keliatan.
  • Resistensi relaksasi, sehingga deformasi tidak menjadi ireversibel.
  • Kekuatan, yaitu kemampuan untuk bertahan jenis yang berbeda beban: statis, dinamis, guncangan.

Masing-masing karakteristik ini penting, namun ketika memilih komponen elastis untuk pekerjaan tertentu, mereka terutama tertarik pada kekakuannya sebagai indikator penting apakah cocok untuk tugas ini dan berapa lama akan berhasil.

Apa itu kekerasan

Kekakuan adalah suatu ciri suatu bagian yang menunjukkan apakah mudah atau sederhana untuk dikompres, dan seberapa besar gaya yang perlu diberikan untuk itu. Ternyata semakin besar gaya yang diberikan maka semakin besar pula deformasi yang terjadi akibat beban (bagaimanapun juga, gaya elastis yang timbul melawannya mempunyai modulus yang sama). Oleh karena itu, derajat deformasi dapat ditentukan dengan mengetahui gaya elastis (usaha yang dilakukan) dan sebaliknya, dengan mengetahui deformasi yang diperlukan, Anda dapat menghitung berapa gaya yang diperlukan.

Dasar fisis dari konsep kekakuan/elastisitas

Gaya yang bekerja pada pegas mengubah bentuknya. Misalnya, pegas tegangan/kompresi berada di bawah pengaruhnya pengaruh eksternal memperpendek atau memanjang. Menurut hukum Hooke (ini adalah nama rumus yang memungkinkan Anda menghitung koefisien kekakuan pegas), gaya dan deformasi sebanding satu sama lain dalam elastisitas suatu zat tertentu. Bertentangan dengan beban yang diterapkan secara eksternal, timbul gaya yang besarnya sama dan berlawanan tanda, yang bertujuan untuk mengembalikan dimensi asli bagian dan bentuknya.

Sifat gaya elastisitas ini adalah elektromagnetik; ia muncul sebagai akibat dari interaksi khusus antara keduanya elemen struktural(molekul dan atom) bahan dari mana bagian tersebut dibuat. Jadi, semakin besar kekakuannya, maka semakin sulit bagian elastis untuk meregang/menekan, maka koefisien yang lebih tinggi elastisitas. Indikator ini digunakan, khususnya, ketika memilih bahan khusus untuk pembuatan pegas untuk digunakan dalam berbagai situasi.

Bagaimana rumus versi pertama muncul?

Rumus untuk menghitung kekakuan pegas, yang disebut hukum Hooke, dibuat secara eksperimental. Selama percobaan dengan beban yang digantung pada elemen elastis bobot yang berbeda jumlah regangannya diukur. Jadi ternyata bagian uji yang sama mengalami deformasi yang berbeda pada beban yang berbeda. Selain itu, menggantungkan sejumlah beban dengan massa yang sama menunjukkan bahwa setiap beban yang ditambahkan/dihilangkan menambah/mengurangi panjang elemen elastis dengan jumlah yang sama.

Dari hasil percobaan tersebut, diperoleh rumus sebagai berikut: kx=mg, dengan k adalah koefisien konstanta tertentu untuk pegas tertentu, x adalah perubahan panjang pegas, m adalah massa pegas, dan g adalah percepatan pegas. gravitasi (nilai perkiraan - 9,8 m/s²) .

Dengan demikian sifat kekakuan ditemukan, yang, seperti rumus untuk menentukan koefisien elastisitas, dapat diterapkan secara luas di industri mana pun.

Rumus untuk menentukan kekerasan

Rumus yang dipelajari oleh anak-anak sekolah modern tentang cara mencari koefisien kekakuan suatu pegas adalah perbandingan gaya dan besaran yang menunjukkan perubahan panjang pegas tergantung pada besarnya tumbukan yang diberikan (atau

gaya elastis yang sama dengan modulusnya). Rumusnya seperti ini: F = -kx. Dari rumus ini diperoleh koefisien kekakuan elemen elastis sama dengan rasionya gaya elastis terhadap perubahan panjangnya. DI DALAM sistem internasional Satuan SI besaran fisis diukur dalam newton per meter (N/m).

Cara lain untuk menulis rumusnya: koefisien Young

Deformasi tarik/tekan dalam fisika juga dapat dijelaskan dengan hukum Hooke yang sedikit dimodifikasi. Rumusnya mencakup nilai deformasi relatif (perbandingan perubahan panjang terhadapnya nilai awal) dan tegangan (perbandingan gaya terhadap luas persilangan detailnya). Regangan dan tegangan relatif menurut rumus ini adalah proporsional, dan koefisien proporsionalitasnya merupakan kebalikan dari modulus Young.

Modulus Young menarik karena hanya ditentukan oleh sifat material, dan tidak bergantung pada bentuk bagian atau dimensinya.

Misalnya modulus Young untuk seratus

kira-kira sama dengan satu diikuti oleh sebelas angka nol (satuan pengukuran - N/m persegi).

Arti konsep koefisien kekakuan

Koefisien kekakuan - koefisien proporsionalitas dari hukum Hooke. Ini juga disebut koefisien elastisitas.

Faktanya, ini menunjukkan besarnya gaya yang harus diterapkan pada suatu elemen elastis untuk mengubah panjangnya sebesar satu satuan (dalam sistem pengukuran yang digunakan).

Nilai parameter ini bergantung pada beberapa faktor yang menjadi ciri pegas:

  • Bahan yang digunakan dalam pembuatannya.
  • Bentuk dan fitur desain.
  • Ukuran geometris.

Berdasarkan indikator ini, Anda bisa

Simpulkan seberapa tahan produk terhadap beban, yaitu berapa ketahanannya ketika pengaruh eksternal diterapkan.

Fitur penghitungan pegas

Menampilkan cara mencari kekakuan pegas, rumus ini mungkin salah satu yang paling banyak digunakan oleh desainer modern. Bagaimanapun, bagian-bagian elastis ini digunakan hampir di mana-mana, yaitu, perlu untuk menghitung perilakunya dan memilih bagian-bagian yang secara ideal dapat mengatasi tanggung jawab yang diberikan kepada mereka.

Hukum Hooke dengan sangat sederhana menunjukkan ketergantungan deformasi bagian elastis pada gaya yang diterapkan; para insinyur menggunakan rumus yang lebih akurat untuk menghitung koefisien kekakuan, dengan mempertimbangkan semua fitur dari proses yang sedang berlangsung.

Misalnya:

  • Teknik modern menganggap pegas kumparan silinder sebagai spiral yang terbuat dari kawat dengan bulat, dan deformasinya di bawah pengaruh gaya-gaya yang ada dalam sistem diwakili oleh serangkaian pergeseran dasar.
  • Dalam hal terjadi deformasi lentur, defleksi batang yang terletak pada ujung-ujungnya pada penyangga dianggap sebagai deformasi.

Fitur penghitungan kekakuan sambungan pegas

Poin penting adalah perhitungan beberapa elemen elastis yang dihubungkan secara seri atau paralel.

Ketika beberapa bagian disusun secara paralel, kekakuan keseluruhan sistem ini ditentukan oleh jumlah sederhana dari koefisien masing-masing komponen. Seperti yang mudah dilihat, kekakuan sistem lebih besar daripada kekakuan masing-masing bagian.

Dengan susunan berurutan, rumusnya lebih kompleks: kebalikan dari kekakuan total sama dengan jumlah kebalikan dari kekakuan masing-masing komponen. Dalam versi ini, jumlahnya lebih kecil dari ketentuannya.

Dengan menggunakan dependensi ini, mudah untuk menentukannya pilihan yang tepat komponen elastis untuk kasus tertentu.

Jika di bawah pengaruh kekuatan luar pada padat itu berubah bentuk, kemudian terjadi perpindahan partikel simpul di dalamnya kisi kristal. Pergeseran ini ditentang oleh gaya interaksi partikel. Ini adalah bagaimana gaya elastis muncul yang diterapkan pada benda yang mengalami deformasi. Modulus gaya elastis sebanding dengan deformasi:

dimana adalah tegangan pada deformasi elastis, K adalah modulus elastisitas, yaitu sama dengan tegangan pada deformasi relatif sama dengan satu. dimana adalah deformasi relatif, adalah deformasi absolut, - arti aslinya besaran yang mencirikan bentuk atau ukuran tubuh.

DEFINISI

Koefisien elastisitas ditelepon kuantitas fisik, yang menurut hukum Hooke menghubungkan perpanjangan yang terjadi selama deformasi benda elastis dan gaya elastis. Nilai yang sama disebut koefisien elastisitas. Ini menunjukkan perubahan ukuran benda di bawah pengaruh beban selama deformasi elastis.

Koefisien elastisitas tergantung pada bahan benda dan ukurannya. Jadi, dengan bertambahnya panjang pegas dan ketebalannya berkurang, koefisien elastisitasnya berkurang.

Modulus Young dan koefisien elastisitas

Pada deformasi memanjang, pada tegangan unilateral (kompresi), ukuran deformasi adalah pemanjangan relatif, yang dilambangkan dengan atau. Dalam hal ini, modulus gaya elastis ditentukan sebagai:

dimana adalah modulus Young, yang dalam kasus ini sedang dipertimbangkan sama dengan modulus elastisitas () dan mengkarakterisasi sifat elastis tubuh; — panjang tubuh awal; — perubahan panjang di bawah beban. Ketika S adalah luas penampang sampel.

Koefisien elastisitas pegas yang diregangkan (dikompresi).

Ketika sebuah pegas diregangkan (dikompresi) sepanjang sumbu X, hukum Hooke ditulis sebagai:

dimana modulus proyeksi gaya elastis; — koefisien elastisitas pegas, — perpanjangan pegas. Maka koefisien elastisitas adalah gaya yang harus diberikan pada pegas untuk mengubah panjangnya sebanyak satu.

Satuan

Satuan dasar pengukuran koefisien elastisitas dalam sistem SI adalah:

Contoh pemecahan masalah

CONTOH 1

Latihan Berapakah usaha yang dilakukan ketika pegas dikompresi sebesar tertentu? Asumsikan gaya elastis sebanding dengan kompresi; koefisien elastisitas pegas sama dengan k.
Larutan Sebagai rumus dasar kita menggunakan definisi usaha berupa:

Gaya sebanding dengan besarnya kompresi, yang secara matematis dapat direpresentasikan sebagai:

Mari kita gantikan ekspresi gaya (1.2) ke dalam rumus (1.1):

Menjawab

CONTOH 2

Latihan Massa mobil tersebut bergerak dengan kecepatan . Dia menabrak dinding. Saat terjadi benturan, setiap penyangga mobil dikompresi sebesar l m. Ada dua penyangga. Berapakah koefisien elastisitas pegas jika diasumsikan sama?
Larutan Mari kita membuat gambar.

Kami telah berulang kali menggunakan dinamometer - alat untuk mengukur gaya. Sekarang mari kita mengenal hukum yang memungkinkan kita mengukur gaya dengan dinamometer dan menentukan keseragaman skalanya.

Diketahui bahwa di bawah pengaruh kekuatan, muncullah deformasi tubuh– mengubah bentuk dan/atau ukurannya. Misalnya, dari plastisin atau tanah liat kita dapat membuat suatu benda yang bentuk dan ukurannya akan tetap sama meskipun kita melepaskan tangan kita. Deformasi ini disebut plastis. Namun, jika tangan kita merusak pegas, maka saat kita melepasnya, ada dua pilihan yang mungkin: pegas akan sepenuhnya mengembalikan bentuk dan ukurannya, atau pegas akan mempertahankan sisa deformasi.

Jika tubuh mengembalikan bentuk dan/atau ukuran sebelum mengalami deformasi, maka deformasi elastis. Kekuatan yang timbul dalam tubuh adalah gaya elastis tunduk pada hukum Hooke:

Karena perpanjangan suatu benda termasuk dalam hukum Hooke modulo, hukum ini berlaku tidak hanya untuk tegangan, tetapi juga untuk kompresi benda.

Eksperimen menunjukkan: jika perpanjangan suatu benda kecil dibandingkan panjangnya, maka deformasinya selalu elastis; jika pemanjangan suatu benda lebih besar dibandingkan panjangnya, maka biasanya akan terjadi deformasi plastik atau bahkan destruktif. Namun, beberapa benda, misalnya karet gelang dan pegas, mengalami deformasi elastis meskipun panjangnya berubah secara signifikan. Gambar tersebut menunjukkan perpanjangan pegas dinamometer lebih dari dua kali lipat.

Untuk memperjelas arti fisis dari koefisien kekakuan, mari kita nyatakan dari rumus hukum. Mari kita peroleh rasio modulus gaya elastis dengan modulus perpanjangan benda. Mari kita ingat: rasio apa pun menunjukkan berapa satuan nilai pembilang per satuan nilai penyebut. Itu sebabnya Koefisien kekakuan menunjukkan gaya yang timbul pada benda yang mengalami deformasi elastis ketika panjangnya berubah 1 m.

  1. Dinamometernya adalah...
  2. Berkat hukum Hooke, dinamometer mengamati...
  3. Peristiwa perubahan bentuk benda disebut...
  4. Benda yang mengalami deformasi plastis kita sebut...
  5. Tergantung pada modulus dan/atau arah gaya yang diterapkan pada pegas, ...
  6. Deformasi tersebut disebut elastis dan dianggap memenuhi hukum Hooke, ...
  7. Hukum Hooke bersifat skalar, karena hanya dapat digunakan untuk menentukan...
  8. Hukum Hooke berlaku tidak hanya untuk tegangan, tetapi juga untuk kompresi benda...
  9. Pengamatan dan percobaan deformasi tubuh yang berbeda menunjukkan bahwa...
  10. Sejak permainan masa kecil, kita tahu betul bahwa...
  11. Dibandingkan dengan garis nol skala, yaitu keadaan awal yang tidak berubah bentuk, di sebelah kanan...
  12. Untuk mengerti arti fisik koefisien kekakuan...
  13. Sebagai hasil dari menyatakan nilai "k" kita...
  14. Lebih banyak dari matematika sekolah dasar Kami tahu itu...
  15. Arti fisis dari koefisien kekakuan adalah...

Gaya tekan atau tarik maksimum pegas tidak bergantung pada jumlah putaran kerja! Artinya jika Anda mengambil, misalnya, pegas kompresi kumparan dan kemudian memotongnya menjadi dua tidak setara sepanjang ketinggian bagian, maka gaya maksimum pada kompresi penuh...

Kedua mata air yang terbentuk akan sama. Lebih-lebih lagi - kekuatan maksimal akan tetap sama seperti musim semi aslinya!

Lalu apa perbedaan ketiga mata air yang dibahas di atas? Jawaban atas pertanyaan ini terletak pada dimensi tinggi dan kekakuannya.

Pegas terkecil adalah yang paling kaku. Ia memiliki langkah terkecil dari keadaan bebas hingga kompresi penuh. Pegas asli (sebelum pemisahan) adalah yang paling lembut. Dia memiliki langkah terbesar.

Kekakuan pegas ( C) adalah parameter kunci yang menentukan gaya kompresi atau tegangan ( F saya) pada sejumlah deformasi tertentu ( L 0 aku ):

F saya = C * (L 0 aku )

Pada gilirannya, kekakuan pegas itu sendiri ( C) hanya bergantung pada kekakuan satu putaran ( C 1 ) dan jumlah putaran kerja ( N ):

C = C 1 / N

Harap diperhatikan - kekakuan satu kumparan selalu lebih besar daripada kekakuan seluruh pegas! Terlebih lagi, semakin banyak belokan pada pegas, semakin lembut pegas tersebut.

Perhitungan kekakuan kumparan pegas di Excel.

Kekakuan kumparan pegas adalah “batu penjuru dalam fondasi” perhitungan, hanya bergantung pada modulus geser bahan tempat pegas digulung dan dimensi geometrisnya.

C 1 = G * X 4 /(Y *(D 1 B ) 3 )

Dalam rumus ini:

G– modulus geser bahan kawat

Untuk baja pegas:

G ≈78500 MPa ±10%

Untuk perunggu musim semi:

G ≈45000 MPa ±10%

X– ukuran penampang kawat minimum

Untuk kawat bulat, ini diameternya:

X = D

Untuk kawat persegi panjang:

X = H pada H < B

X = B pada B < H

H– tinggi bagian kawat searah sejajar dengan sumbu pegas melingkar

B– lebar penampang kawat dengan arah tegak lurus terhadap sumbu lilitan pegas

Untuk kawat bundar:

H = B = D

D 1 — diameter luar pegas

(D 1 B ) – diameter pegas rata-rata

Y– parameter kekakuan bagian kawat

Untuk kawat bundar:

Y= 8

Untuk kawat persegi panjang:

Y = F(H / B )

Apa fungsi ini - F ( H / B ) ? Dalam literatur, selalu diberikan dalam bentuk tabel, yang tidak selalu sesuai, terutama untuk nilai perantara H / B, yang tidak ada.

Mari kita lakukan data tabular di dua kolom pertama di MS Excel fungsi analitis, membagi nilai tabel menjadi tiga kelompok untuk meningkatkan akurasi.

Pada grafik di bawah ini, Excel menemukan tiga persamaan untuk menentukan parameter Y pada arti yang berbeda argumen - rasio tinggi kawat dan lebar - H / B. Titik merahnya adalah menetapkan nilai dari tabel (kolom No. 2), garis hitam merupakan grafik fungsi aproksimasi yang ditemukan. Persamaan ini fungsi excel ditampilkan langsung pada bidang grafik.

Tabel pada kolom No. 3 memuat nilai parameter kekakuan penampang kawat yang dihitung menggunakan rumus yang diperoleh Y, dan di kolom No. 4 dan No. 5 - mutlak Δ abs dan relatif Δ rel kesalahan perkiraan.

Seperti dapat dilihat dari tabel dan grafik, persamaan yang dihasilkan menggantikan data tabulasi dengan sangat akurat! Nilai reliabilitas dari pendekatan R2 sangat mendekati 1 dan Kesalahan relatif tidak melebihi 2,7%!

Mari kita terapkan hasil yang diperoleh dalam praktik.

Perhitungan pegas kompresi yang terbuat dari kawat persegi panjang.

Kekakuan pegas yang terbuat dari kawat atau batang persegi panjang dengan dimensi yang sama dengan kawat bundar bisa jauh lebih besar. Oleh karena itu, gaya kompresi pegas mungkin lebih besar.

Program di bawah ini adalah versi revisi, Detil Deskripsi yang akan Anda temukan dengan mengikuti tautan. Baca artikel ini dan Anda akan lebih mudah memahami algoritmanya.

Perbedaan utama dalam perhitungannya, seperti yang sudah Anda duga, adalah penentuan kekakuan kumparan (C 1 ) , yang menentukan kekakuan pegas (C ) umumnya.

Berikut ini adalah screenshot program dan rumus pegas baja berbentuk silinder yang terbuat dari kawat persegi panjang, dimana ¾ lilitan ditekan pada setiap ujungnya dan permukaan penyangga digiling hingga ¾ kelilingnya.

Perhatian!!!

Setelah melakukan perhitungan sesuai program, periksa tegangan tangensialnya!!!

4. saya =(D 1 / B)-1

5. Pada 1/3: Y =5,3942*(H / B ) 2 -0,3572*(T /B )+0,5272

Pada 1: Y =5,4962*(H / B ) (-1.715)

Pada 2< H / B <6 : Y =3 ,9286 *(H / B ) (-1. 2339 )

6. Pada H < B : C 1 =(78500* H 4 )/(kamu*(D 1 B ) 3)

Pada H > B : C 1 =(78500* B 4 )/(kamu*(D 1 B ) 3)

8. Tidak=1,25*(F 2 / C 1 )+H

9. Maks=π*(D 1 B )*tg (10° )

11.S 3= T H

12.F 3= C 1 * S 3

14.Nperhitungan =(L 2 H )/(H +F 3/ C 1 F 2 / C 1 )

16.C= C 1 / N

17.L 0= N * T + H

18.L 3= N * H + H

19.F 2= C * L 0 C * L 2

21.F 1= C * L 0 C * L 1

22.Nomor 1= N +1,5

23.A=arctg(T /(π *(D 1 H )))

24.Lperkembangan =π* nomor 1 *(D 1 H )/karena (A )

25. Q=H *B* pengembangan L *7,85/10 6

Kesimpulan.

Nilai modulus geser ( G) Bahan kawat berpengaruh nyata terhadap kekakuan pegas (C ) pada kenyataannya nilainya bervariasi dari nilai yang diterima secara nominal hingga ±10%. Keadaan ini menentukan, pertama-tama, bersama dengan keakuratan geometrik pembuatan pegas, “kebenaran” perhitungan gaya dan gerakan yang sesuai.

Mengapa karakteristik mekanik (tegangan yang diijinkan) bahan kawat selain modulus elastisitas yang digunakan dalam perhitungan? Faktanya adalah dengan mengatur sudut heliks dan indeks pegas dalam rentang nilai yang terbatas, dan mengikuti aturan: "sudut elevasi dalam derajat mendekati nilai indeks pegas", kita sebenarnya mengecualikan kemungkinan terjadinya tegangan tangensial selama operasi melebihi nilai kritis. Oleh karena itu, masuk akal untuk melakukan perhitungan uji kekuatan pegas hanya ketika mengembangkan pegas untuk produksi massal di unit yang sangat kritis. Namun dalam kondisi seperti itu, selain perhitungan, ujian serius selalu tak terelakkan...

Tulis beberapa baris di komentar - Saya selalu tertarik dengan pendapat Anda.

aku memohon MENGHORMATI file unduhan karya penulis SETELAH BERLANGGANAN untuk pengumuman artikel.

REST bisa didownload begitu saja... - tidak ada password!