Ressort (dispositif)

Un ressort est un objet élastique du flexible employé pour stocker l'énergie mécanique . Des ressorts sont habituellement fabriqués à partir de le en acier trempé. De petits ressorts peuvent être enroulés des actions pré-durcies, tandis que grands ceux sont faits à partir de l'acier de recuit par et durcis après la fabrication. Quelques métaux non ferreux sont également employés comprenant le bronze de phosphore pour des pièces exigeant le cuivre de béryllium de résistance à la corrosion et de pendant des ressorts portant le courant électrique (en raison de sa basse résistance électrique).

Le taux d'un ressort est le changement de la force qu'elle exerce, divisé par le changement du débattement du ressort. C'est-à-dire, c'est le gradient de la force contre la courbe de débattement. Pour une prolongation ou le ressort de la compression il a les unités de lbf/in, de N/mm, ou de semblable. Pendant un ressort de torsion il a les unités du N·m / rad ou pi·livre-force /degree, par exemple. L'inverse du taux de ressort est conformité, celle est si un ressort a un taux de 10 N/mm, il a une conformité de 0. La rigidité (ou le taux) de ressorts en parallèle s'ajoute, et la conformité des ressorts en série, s'ajoute.

Histoire

Des ressorts non-enroulés simples ont été utilisés dans toute l'histoire du homme. En ressort plus sophistiqué d'âge du bronze les dispositifs ont été utilisés, comme montré par la diffusion des brucelles dans beaucoup de cultures. Le grec Ctesibius d'ingénieur de l'Alexandrie a développé une méthode pour faire à en bronze avec des caractéristiques spring-like en produisant un alliage de bronze avec une plus grande proportion d'étain, et alors le durcissement de elle par le martèlement après lui est moulé. Les ressorts hélicoïdaux ont été présentés en XVème siècle.

Types

Les types les plus communs de ressort sont :
ressort en porte-à-faux - un ressort qui est fixé seulement à une extrémité.
le ressort hélicoïdal ou le ressort hélicoïdal du - un ressort (fait en enroulant un fil autour d'un cylindre) et le ressort conique du - ce sont des types de ressort de torsion , parce que le fil lui-même est tordu quand le ressort est comprimé ou est étiré. Ceux-ci sont à leur tour de deux types :
Les ressorts de compression de sont conçus pour devenir plus courts une fois chargés. Leurs tours ne touchent pas en position déchargée, et ils n'ont besoin d'aucun point d'attache.
Un ressort du Volute de est un ressort de compression sous forme de cône de sorte que sous le tassement les enroulements ne soient pas forcés les uns contre les autres, de ce fait plus long voyage laissant.
Les ressorts de tension de sont conçus pour devenir plus longtemps sous la charge. Leurs tours touchent normalement en position déchargée, et ils ont un crochet, l'oeil ou quelques autres moyens de l'attachement à chaque extrémité.
Hairspring de

ou ressort compensateur - un ressort de torsion en spirale sensible utilisé dans le observe les galvanomètres à et les endroits où l'électricité doit être portée aux dispositifs partiel-tournants tels que les volants sans gêner la rotation.
ressort lame - une feuille souple plate, utilisée dans le électrique des commutateurs des suspensions de véhicule cintre
V-ressort - utilisé dans les mécanismes antiques de l'arme à feu tels que le Wheellock , le canon d'étincelle et les serrures du chapeau de percussion .

D'autres types incluent :
Rondelle de Belleville ou ressort de Belleville - un ressort en forme de disque utilisé généralement pour appliquer la tension à un boulon (et également dans le mécanisme de déclenchement de mines terrestres pression-activées ).
amortisseur - un volume de gaz qui est comprimé.
Ressort idéal - le ressort notionnel de utilisé dans la physique : elle n'a aucun poids ou masse
élément fondamental - un ruban en spirale a formé le ressort utilisé comme source d'énergie dans les jouets de remontage des boîtes à musique de des horloges des montres et des lampes-torches mécanique de transmission de
une bande élastique - un ressort de tension où de l'énergie est stockée en étirant le matériel.
Rondelle de ressort de

- employée pour appliquer une force de tension constante le long de l'axe d'une attache .
ressort de torsion - n'importe quel ressort a conçu pour être tordu plutôt que comprimé ou prolongé.

Physique

La loi de Hooke

voient également :

la loi de Hooke de

Les ressorts qui ne sont pas étirés ou ne sont pas comprimés au delà de leur limite d'élasticité se conforment à la loi de Hooke, qui déclare que la force avec laquelle le ressort refoule est linéairement proportionnel à la distance de sa longueur d'équilibre : , de F=-kx de $de \$ là où le X de est le vecteur de déplacement - la distance et la direction dans lesquelles le ressort est le déformé F de
est le vecteur en résultant de force - l'importance et la direction de la force de reconstitution que le ressort exerce le k de
est le ressort la constante de force constante de ou de du ressort.

Mouvement harmonique simple

voient également :

harmonique de l'oscillateur Puisque la force est égale à la masse, le m , accélération de périodes, un , l'équation de force ressemble à : $F de de = - k X = m A. \,$ Mais l'accélération est juste la deuxième fois le dérivé de x, ainsi le $de de - k X = m \ frac {d^2 X} {dt^2}. \,$ Le réarrangement a comme conséquence un $de de de l'équation \ + du frac {d^2 X} {dt^2} \ frac {k} {m} x = 0, \,$ la solution dont est la somme d'un sinus et du cosinus : ${\ frac {k} {m}} \ droit) + B \ cos \ parti (t \ racine carrée {\ frac {k} {m}} \ droit). \,$ Le graphique de cette fonction est montré dans l'image du côté droit.

Théorie

Dans la physique classique , un ressort peut être vu comme dispositif qui stocke l'énergie potentielle en tendant les liens entre les atomes d'un matériel élastique du .

La loi de Hooke de de l'élasticité déclare que la prolongation d'une tige élastique (sa longueur dilatée sans sa longueur relaxed) est linéairement proportionnelle à sa tension , la force employée pour l'étirer. De même, la contraction (prolongation négative) est proportionnelle à la compression (tension négative) de .

Cette loi se tient réellement seulement approximativement, et seulement quand la déformation (prolongation ou contraction) est petite comparée à la longueur totale de la tige. Pour des déformations au delà de la limite d'élasticité , les liens atomiques obtiennent cassés ou réarrangés, et un ressort peut se casser, boucler, ou de manière permanente déformer. Beaucoup de matériaux n'ont aucune limite d'élasticité bien définie, et la loi de Hooke ne peut pas être clairement appliquée à ces matériaux.

La loi de Hooke est réellement une conséquence mathématique du fait que l'énergie potentielle de la tige est un minimum quand elle a sa longueur relaxed. N'importe quelle fonction douce d'une variable rapproche une fonction quadratique une fois examinée assez près de son point minimum ; et donc le &mdash de force ; ce qui est le dérivé de l'énergie en ce qui concerne le &mdash de déplacement ; rapprochera une fonction linéaire .

Mécanique populaire

Le contraire à la croyance populaire, ressorts ne font pas sensiblement " ; " du fluage ; ou obtenir le " ; tired" ; avec l'âge. L'acier de ressort a très un de haute résistance à ramper sous les charges normales. Dire, en ressort de valve de réacteurs de voiture subit typiquement environ milliard de cycles quarts de la compression-décompression avec le temps de la vie du moteur sans changement apparent de longueur ou de perte de force. Mais pour la bonne mesure, des ressorts peuvent être remplacés en faire un travail de valve. Le fléchissement observé dans une certaine suspension plus ancienne des automobiles est habituellement dû aux ressorts étant de temps en temps comprimés au delà de leur limite élastique, causant la déformation en plastique. Ceci peut se produire quand le véhicule heurte une grande bosse ou nid de poule, particulièrement une fois fortement chargé. La plupart des véhicules accumuleront un certain nombre de tels impacts au-dessus de leur vie active, menant à une taille inférieure de tour et à un enfoncement-dehors certain de la suspension. En outre, l'exposition fréquente au sel de route accélère la corrosion, menant à l'échec prématuré des ressorts dans la suspension de votre voiture. L'affaiblissement d'un ressort est habituellement une indication que le ressort est sur le point de se casser. < ! --Doit expliquer comment la torsion et les ressorts de recourbement fonctionnent, c. comment ils peuvent être analysés en termes de ressorts infinitésimaux de tige, et cela elles satisfont aussi la loi de Hooke. La nécessité notent également qu'un ressort hélicoïdal est un ressort de torsion, pas un ressort simple de tige. -->

Utilisations

Suspension de véhicule de
furtif
Bâton de Pogo
Amortisseur

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