Содержание
- 1 1.12. Сила упругости. Закон Гука window.top.document.title = «1.12. Сила упругости. Закон Гука»;
- 2 Примеры решения задач на силу упругости
- 3 Практические занятия
- 4 Жёсткость труб из разных материалов
- 5 Шкала Мооса
- 6 Твердые карандаши
- 7 Классификация пружин подвески по цвету
- 8 Сила упругости и закон Гука
- 9 Как использовать пружины соответственно их классу
- 10 Определение и формула жесткости пружины
- 11 Нюансы, которые следует знать при работе с карандашами
- 12 Что такое класс жесткости (SN), кольцевая жесткость трубы?
- 13 Определение и формула жесткости пружины
- 14 Расчёт кольцевой жёсткости трубы
- 15 Определение жесткости, виды жесткости, единицы измерения жесткости
1.12. Сила упругости. Закон Гука window.top.document.title = «1.12. Сила упругости. Закон Гука»;
При деформации тела возникает сила, которая стремится восстановить прежние размеры и форму тела. Эта сила возникает вследствие электромагнитного взаимодействия между атомами и молекулами вещества. Ее называют силой упругости.
Простейшим видом деформации являются деформации растяжения и сжатия (рис. 1.12.1).
| Рисунок 1.12.1.Деформация растяжения (x > 0) и сжатия (x < 0). Внешняя сила |
При малых деформациях (|x| << l) сила упругости пропорциональна деформации тела и направлена в сторону, противоположную направлению перемещения частиц тела при деформации:
Это соотношение выражает экспериментально установленный закон Гука. Коэффициент k называется жесткостью тела. В системе СИ жесткость измеряется в ньютонах на метр (Н/м). Коэффициент жесткости зависит от формы и размеров тела, а также от материала. В физике закон Гука для деформации растяжения или сжатия принято записывать в другой форме. Отношение ε = x / l называется относительной деформацией, а отношение σ = F / S = –Fупр / S, где S – площадь поперечного сечения деформированного тела, называется напряжением. Тогда закон Гука можно сформулировать так: относительная деформация ε пропорциональна напряжению σ:
Коэффициент E в этой формуле называется модулем Юнга. Модуль Юнга зависит только от свойств материала и не зависит от размеров и формы тела. Модуль Юнга различных материалов меняется в широких пределах. Для стали, например, E ≈ 2·1011 Н/м2, а для резины E ≈ 2·106 Н/м2, т. е. на пять порядков меньше.
Закон Гука может быть обобщен и на случай более сложных деформаций. Например, при деформации изгиба упругая сила пропорциональна прогибу стержня, концы которого лежат на двух опорах (рис. 1.12.2).
| Рисунок 1.12.2.Деформация изгиба. |
Упругую силу действующую на тело со стороны опоры (или подвеса), называют силой реакции опоры. При соприкосновении тел сила реакции опоры направлена перпендикулярно поверхности соприкосновения. Поэтому ее часто называют силой нормального давления. Если тело лежит на горизонтальном неподвижном столе, сила реакции опоры направлена вертикально вверх и уравновешивает силу тяжести: Сила с которой тело действует на стол, называется .
В технике часто применяются спиралеобразные пружины (рис. 1.12.3). При растяжении или сжатии пружин возникают упругие силы, которые также подчиняются закону Гука. Коэффициент k называют жесткостью пружины. В пределах применимости закона Гука пружины способны сильно изменять свою длину. Поэтому их часто используют для измерения сил. Пружину, растяжение которой проградуировано в единицах силы, называют динамометром. Следует иметь в виду, что при растяжении или сжатии пружины в ее витках возникают сложные деформации кручения и изгиба.
| Рисунок 1.12.3.Деформация растяжения пружины. |
В отличие от пружин и некоторых эластичных материалов (резина) деформация растяжения или сжатия упругих стержней (или проволок) подчиняются линейному закону Гука в очень узких пределах. Для металлов относительная деформация ε = x / l не должна превышать 1 %. При больших деформациях возникают необратимые явления (текучесть) и разрушение материала.
I. механика|
Модель. Закон Гука |
Примеры решения задач на силу упругости
Задания по определению силы упругости часто встречаются в экзаменационных работах и олимпиадах.
Задача 1
Для растяжения пружины прикладывают силу 30 Н (F1). Тогда ее длина составляет 28 см. При ее сжатии с такой же F2, длина уменьшается до 22 см. Найти начальную длину пружины, а также коэффициент ее жесткости.
Решать задачу следует по схеме:
\(F1=k(l1-l0)\)
\(F2=k(l0-l2)\)
Из этих формул вытекает: \(l1-l0=l0-l2\)
\(l0=(l1+l2)/2=(28+22)/2=25\)
Определение жесткости пружины нужно произвести по формуле:
Коэффициент упругости\(k=F1/(l1-l0)=30/(28-25)*10^{-2 }=1000\)
Ответ: 25 см, 1000 Н/м
Задача 2
Пружины соединены способом, изображенным на схеме:
Жесткость каждой составляет 10 Н/м. Определить величину силы, которую нужно приложить ко всей системе, чтобы точка ее приложения стала ниже на 10 см.
Решение происходит по этапам:
1. Растяжение верхней и нижней пружин характеризуются формулой:
\(\triangle x2=F/k\)
2. Поскольку средние пружины подсоединены параллельно, их растяжение происходит в соответствии с формулой:
Как найти коэффициент жёсткости пружины: формула, определение\(\triangle x2=F/2k\)
Каждая из пружин при этом растянется на: \(\triangle x1/2\)
Следовательно, справедливо математическое выражение: \(\triangle x2=\triangle x1/2\)
Через промежуточные формулы:
\(2,5\triangle x1=\triangle x\)
\(\triangle x1=\triangle x/2,5\)
\(10/2,5=4\)
находим конечную формулу для решения задачи:
\(F=k\triangle x1=10\ast0,04=0,4\)
Ответ: сила равна 0,4 Н.
Задача 3
Один из тренажеров в спортивном зале высотой 2 м состоит из двух пружин, которые закреплены на потолке. Их длина одинакова (40 см), а жесткости обозначены k1, k2. При приложении к одной из пружин силы 360 Н (в точке А), нижняя ее часть пружина опустится до самого пола. Потянув в точке В и приложив силу 240 Н, коснется пола сама эта точка. Какова жесткость пружин?
Прикладывая усилия к точке А, вызываем растяжение только пружины сверху. Когда ее длина достигнет 1,6 м, нижняя коснется пола. Таким образом, верхняя удлинилась на 1,2 м.
\(L+\triangle l1=H-L\)
\(\triangle l1=H-2L=1,2\)
\(k1=F1/\triangle l1=360/1,2=300\)
Относительно точки В действуют формулы:
\(F2/k1+F2/k2=H-2L\)
\(240/300+240/k2=1,2\)
Значит \(k2=240/0.4=600\)
Ответ: коэффициенты пружин будут равны 300 и 600 Н/м.
Задача 4
Пружина массой 5 кг прикреплена к бруску, который лежит неподвижно на поверхности. Как изменится сила ее натяжения, если угол наклона будет увеличиваться от 30о до 60о?
Как видно из рисунка, брусок испытывает влияние трех сил: тяжести, натяжения пружины, реакции опоры.
Для равновесия бруска необходимо равенство величин:\(mg=Fупр=N=0\)
Откладывая величины на осях координат, выходим на формулы:
\(mg\sin\alpha-\;\;Fупр=0\)
\(N\;-\;mg\;\cos\alpha\;=\;0\)
Из первого уравнения следует:
\(Fупр=m\ast g\ast\sin\alpha\)
Учитывая, что угол наклона поверхности, на которой расположен брусок, меняется, ΔFyпp можно определить по формуле:
\(\Delta Fyпp\;=\;mg(\sin\alpha2\;-\;\sin\alpha1)\;\)
Подставляя в формулу значения, высчитывают значение искомой силы:
ΔFyпp=5 * 10 * (0,866 — 0,5) = 18,3 Н
Практические занятия
Механики и физики обозначают с помощью k, c и D коэффициент упругости, пропорциональности, жесткости. Смысл математической записи одинаковый. Численно показатель равняется силе, которая создаёт колебания на одну единицу длины. На практических работах по физике используется в качестве последней величины 1 метр.
Чем выше k, тем больше сопротивление предмета относительно деформации. Дополнительно коэффициент показывает степень устойчивости тела к колебаниям со стороны внешней нагрузки. Параметр зависит от длины и диаметра винтового изделия, количества витков, сырья. Единица измерения жесткости пружины — Н/м.
На практике перед школьниками и механиками может стоять более сложная задача, к примеру, найти общую жёсткость. В таком случае пружины соединены последовательным либо параллельным способом. В первом случае уменьшается суммарная жесткость. Если пружины расположены последовательно, используется следующая формула: 1/k = 1/k1 + 1/k2 + … + 1/ki, где:
- k — суммарная жёсткость соединений;
- k1 …ki — жёсткость каждого элемента системы;
- i — число пружин в цепи.
Если невесомые (расположены горизонтально) предметы соединены параллельно, значение общего k будет увеличиваться. Величина вычисляется по следующей формуле: k = k1 + k2 + … + ki.
Основная методика для вычислений
На практике коэффициент Гука определяется самостоятельно. Для эксперимента потребуется пружина, линейка, груз с определённой массой. Необходимо соблюдать следующую последовательность действий:
- Пружина фиксируется вертикально. Для этого используется любая удобная опора со свободной нижней частью.
- Линейкой измеряется длина предмета. Результат записывается как х1.
- На свободный конец подвешивается груз с известной массой m.
- Измеряется длина изделия под воздействием амплитуды. Вывод записывается как х2.
- Производит подсчёт абсолютного удлинения: x = x2-x1. Для определения энергии (силы) и k в международной системе СИ осуществляется перевод длины из разных единиц измерения в метры.
- Сила, спровоцировавшая деформацию, считается силой тяжести тела. Она рассчитывается по формуле: F = mg, где м является массой используемого груза (вес переводится в килограммы), а g (равен 9,8) — постоянная величина, с помощью которой отмечается ускорение свободного падения.
Если вышеописанные вычисления произведены, необходимо найти значение коэффициента жёсткости. Используется закон Гука, из которого следует, что k=F/x.
Решение задач
Для нахождения жёсткости в случае использования разных предметов, включая пружинные маятники с разной частотой колебаний, применяется формула Гука либо следствие, вытекающее из неё.
Задача № 1. Пружина имеет длину 10 см. На неё оказывается сила в 100 Н. Изделие растянулось на 14 см. Нужно найти k.
Решение: предварительно вычисляется абсолютное удлинение: 14−10=4 см. Результат переводится в метры: 0,04 м. Используя основную формулу, находится k. Его значение равняется 2500 Н/м.
Задача № 2. На пружину подвешивается груз массой 10 кг. Изделие растягивается на 4 см. Нужно найти длину, на которую растянется пружина, если использовать груз массой в 25 кг.
Решение: Определяется сила тяжести путем умножения 10 кг на 9.8. Результат записывается в Ньютонах. Определяется k=98/0.04=2450 Н/м. Рассчитывается, с какой силой воздействует второй груз: F=mg=245 Н. Для нахождения абсолютного удлинения используется формула x=F/k. Во втором случае х равняется 0,1 м.
Жёсткость труб из разных материалов
Трубы ПВХ
| Номинальный диаметр труб | SN 2 | SN 4 | SN 8 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Толщина стенки мм. | Вес 1п/м (кг) | Толщина стенки мм. | Вес 1п/м (кг) | Толщина стенки мм. | Вес 1п/м (кг) | |
| 110 | 2.7 | 1.46 | 3.4 | 1.81 | 3.2 | 1.74 |
| 160 | 3.2 | 2.56 | 4.0 | 3.14 | 4.9 | 3.69 |
| 200 | 3.9 | 3.87 | 4.9 | 4.84 | 5.9 | 5.77 |
| 225 | — | — | 5.5 | 6.02 | 6.9 | 7.44 |
| 250 | 4.9 | 6.08 | 6.2 | 7.69 | 7.3 | 8.98 |
| 315 | 6.2 | 9.75 | 7.7 | 12.0 | 9.7 | 14.3 |
| 400 | 7.8 | 15.8 | 9.8 | 19.5 | 11.7 | 23.2 |
| 500 | 9.8 | 24.7 | 12.3 | 30.9 | 14.6 | 36.2 |
| 630 | — | — | 15.4 | 48.7 | 18.4 | 58.2 |
Трубы ПП двухслойные, гофрированные
| Трубы ПП для наружной канализации | Размер L, мм | de, мм внешний | DN, мм внутренний | Вес 1 кг/м SN4, SN 8 |
|---|---|---|---|---|
| 110×6000 | 110 | 93 | 0.6 | |
| 160×6000 | 137 | 160 | 1.3 | |
| 200×6000 | 227 | 200 | 2.3; 2,7 | |
| 250х6000 | 282 | 250 | 3,5 | |
| 300х6000 | 340 | 300 | 4,4; 5,1 | |
| 400х6000 | 453 | 400 | 7,2; 9,0 | |
| 500х5900 | 567 | 500 | 10,95; 14,5 | |
| 600х5900 | 680 | 600 | 15,8; 20,5 | |
| 800х5850 | 906 | 800 | 26,04; 32,5 | |
| 1000х5850 | 1135 | 1000 | 40,6 |
Трубы ПНД
| Тип технической трубы | Значение, кН/м2 |
|---|---|
| Тип «Л» (SDR33) | |
| Тип «СЛ» (SDR26) | 3 |
| Тип «ОС» (SDR21) | 5 |
| Тип «С» (SDR17,6) | 8 |
| Тип «с+» (SDR17) | 8 |
| Тип «СТ» (SDR13,6) | 18 |
| Тип «Т» (SDR11) | 32 |
Трубы корсис (двухслойные, профилированные)
| Наружный диаметр мм | Внутренний диаметр мм | Толщина стенки вн. слоя мм | Высота гофра мм | Толщина стенки гофра по жесткости | Шаг гофра мм | Ширина выступа гофра мм | Расчетная масса 1м трубы (кг) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SN-6 | SN8 | SN-6 | SN8 | ||||||
| 110 | 93 | 1.1 | 8.75 | — | 0.5 | 12.6 | 8.6 | 0.9 | 1.0 |
| 139 | 1.2 | 11 | — | 0.5 | 12.6 | 8.6 | 0.9 | 1.0 | |
| 200 | 176 | 1.4 | 13 | 0.7 | 0.8 | 16.5 | 12 | 1.8 | 2.5 |
| 250 | 216 | 1.7 | 15 | 0.8 | 1 | 37 | 23 | 2.9 | 3.7 |
| 315 | 271 | 1.9 | 21 | 1 | 1.5 | 42 | 27 | 4.6 | 5.7 |
| 400 | 343 | 2.3 | 26 | 1 | 1.8 | 49 | 30 | 7.0 | 8.7 |
| 500 | 427 | 2.8 | 33 | 1.1 | 1.9 | 58 | 38 | 12.0 | 13.2 |
| 630 | 535 | 3.3 | 45 | 1.1 | 1.9 | 75 | 47 | 17.7 | 20.3 |
| 800 | 678 | 4.1 | 61 | 1.7 | 2.7 | 89 | 56 | 24.5 | 33.1 |
| 1000 | 851 | 5 | 75 | 1.8 | 2.8 | 98 | 60 | 40.5 | 51.7 |
| 1200 | 1030 | 5 | 85 | 2 | 3 | 110 | 80 | 56.0 | 66.9 |
Трубы ПЭ
| Внутренний диаметр, мм | Максимальный внешний диаметр, (мм) для труб с кольцевой жесткостью | Внутренний диаметр, мм | Максимальный внешний диаметр, (мм) для труб с кольцевой жесткостью | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Номинальное значение | Предельное отклонение | SN2 | SN4 | SN6 | Номинальное значение | Предельное отклонение | SN2 |
| 600 | -18 | 648 | 656 | 672 | 3600 | -80 | 3864 |
| 800 | 858 | 874 | 896 | 3800 | 4080 | ||
| 1000 | -60 | 1072 | 1094 | 1120 | 4000 | 4296 | |
| 1200 | 1288 | 1314 | 1344 | 4200 | -100 | 4512 | |
| 1400 | 1504 | 1532 | 1568 | 4400 | 4728 | ||
| 1600 | 1718 | 1752 | 1792 | 4600 | 4944 | ||
| 1800 | 1934 | 1970 | 2016 | 4800 | 5160 | ||
| 2000 | 2150 | 2190 | 2240 | 5000 | 5376 | ||
| 2400 | 2576 | 2628 | 2688 | 5200 | -120 | 5592 | |
| 2550 | 2742 | 2794 | 2862 | 5400 | 5806 | ||
| 3000 | 3222 | 3286 | 3364 | 5600 | 6022 | ||
| 3200 | -80 | 3436 | 5800 | 6234 | |||
| 3400 | 3650 | 6000 | 6450 |
Шкала Мооса
Немецкий ученый Фридрих Моос еще в далеком 1811 году предложил свой способ определения твердости разных материалов. При этом его шкала содержит значения от 1 до 10, что соответствует самым распространенным минералам, начиная с талька (самый мягкий камень) и заканчивая алмазом (самый твердый).
Сама методика очень проста и основывается на сопротивляемости исследуемого образца царапанию. К примеру, объект B может поцарапать тело C, но никак не воздействует на деталь A. Или, напротив, материал A только слегка царапает деталь B, но может сильно повредить объект C.
Несмотря на то что способ определения твердости по шкале Мооса был предложен чуть более двух веков назад, он успешно применяется по сей день. Только полученный результат дает далеко не полную информацию, поскольку здесь нет абсолютных значений и невозможно определить соотношение по твердости. Иными словами, нельзя сказать, во сколько раз один из материалов тверже либо мягче другого.
Твердые карандаши
Начинаются от H до 9H.
H — твердый карандаш, отсюда — тонкие, светлые, «сухие» линии. Твердым карандашом рисуют твердые предметы с четким контуром (камень, металл). Таким твердым карандашом по готовому рисунку, поверх заштрихованных или растушеванных фрагментов, рисуют тонкие линии, например, прорисовывают пряди в волосах.
Линия, проведенная мягким карандашом, имеет немного рыхлый контур. Мягкий грифель позволит достоверно нарисовать представителей фауны — птиц, зайцев, кошек, собак.
Если необходимо выбрать между твердым или мягким карандашом, художники берут карандаш с мягким грифелем. Нарисованное таким карандашом изображение легко растушевать кусочком тонкой бумаги, пальцем или ластиком. При необходимости можно тонко очинить графитовый стержень мягкого карандаша и нарисовать тонкую линию похожую на линию от твердого карандаша.
На рисунке ниже более наглядно изображена штриховка разных карандашей:
Классификация пружин подвески по цвету
Несмотря на обилие возможных цветов, определить степень жесткости достаточно легко. Все пружины, устанавливающиеся на авто семейства ВАЗ имеют два класса, которые маркируются определенными цветами:
- класс А – белая, желтая, оранжевая и коричневая краска;
- класс В – черная, синяя, голубая и желтая краски.
Для того, чтобы самостоятельно определить жесткость по цвету, необходимо обратить внимание на полоску, которая имеется на внешней стороне витка – именно она определяет этот параметр. Цвет самой пружины может быть иным, поскольку он зависит от используемого защитного покрытия, наносимого с целью уменьшения влияния неблагоприятной среды и коррозии
В качестве такого покрытия используется эпоксидная или хлоркаучуковая эмаль. Поэтому расшифровка пружин по цвету возможна только по полоске на витках.
Цвет самого защитного покрытия также играет роль в маркировке пружин амортизаторов. Он определяет модель автомобиля, для которого предназначена пружина, а также ее назначение – для установки спереди или сзади. Хотя если брать в расчет заводы, выпускающие ВАЗы, то они предпочитают окрашивать передние пружины исключительно в черный цвет. Исключением можно считать образцы с переменным расстоянием между витками – они имеют голубую окраску.
Сила упругости и закон Гука
Для начала определим основные термины, которые будут использоваться в данной статье. Известно, если воздействовать на тело извне, оно либо приобретет ускорение, либо деформируется. Деформация — это изменение размеров или формы тела под влиянием внешних сил. Если объект полностью восстанавливается после прекращения нагрузки, то такая деформация считается упругой; если же тело остается в измененном состоянии (например, согнутом, растянутом, сжатым и т. д. ), то деформация пластическая.
Примерами пластических деформаций являются:
- лепка из глины;
- погнутая алюминиевая ложка.
В свою очередь, упругими деформациями будут считаться:
- резинка (можно растянуть ее, после чего она вернется в исходное состояние);
- пружина (после сжатия снова распрямляется).
В результате упругой деформации тела (в частности, пружины) в нем возникает сила упругости, равная по модулю приложенной силе, но направленная в противоположную сторону. Сила упругости для пружины будет пропорциональна ее удлинению. Математически это можно записать таким образом:
где F — сила упругости, x — расстояние, на которое изменилась длина тела в результате растяжения, k — необходимый для нас коэффициент жесткости. Указанная выше формула также является частным случаем закона Гука для тонкого растяжимого стержня. В общей форме этот закон формулируется так: «Деформация, возникшая в упругом теле, будет пропорциональна силе, которая приложена к данному телу». Он справедлив только в тех случаях, когда речь идет о малых деформациях (растяжение или сжатие намного меньше длины исходного тела).
Как использовать пружины соответственно их классу
Оба класса – «А» и «В», имеют абсолютно рабочие характеристики, и могут устанавливаться на автомобиль в равной степени. Единственное, что следует помнить при установке – цвета пружин подвески должны быть идентичны по обе стороны автомобиля. В противном случае может образоваться небольшой, но постоянный крен кузова на одну из сторон, что существенно ухудшит управляемость автомобилем и его устойчивость на дороге. Кроме того, если цвет пружин по жесткости будет отличаться, это приведет к ускоренному износу узлов всей «ходовки».
Специалисты достаточно часто говорят о необходимости использования на одном ТС элементов только одного класса. В крайнем случае, допускается устанавливать на переднюю ось пружины класса «А», на заднюю «В». Но ни в коем случае не наоборот – это категорически недопустимо. Чтобы избежать путаницы при самостоятельной замене, маркировка по цветам должна совпадать, так же как и их класс.
Определение и формула жесткости пружины
При рассмотрении того, что такое коэффициент жесткости пружины следует уделить внимание понятию упругости. Для ее обозначения применяется символ F
При этом сила упругости пружины характеризуется следующими особенностями:
- Проявляется исключительно при деформации тела и исчезает в случае, если деформация пропадает.
- При рассмотрении, что такое жесткость пружины следует учитывать, после снятия внешней нагрузки тело может восстанавливать свои размеры и форму, частично или полностью. В подобном случае деформация считается упругой.
Не стоит забывать о том, что жесткость – характеристика, свойственная упругим телам, способным деформироваться. Довольно распространенным вопросом можно назвать то, как обозначается жесткость пружины на чертежах или в технической документации. Чаще всего для этого применяется буква k.
Слишком сильная деформация тела становится причиной появления различных дефектов. Ключевыми особенностями можно назвать следующее:
- Деталь может сохранять свои геометрические параметры при длительной эксплуатации.
- При увеличении показателя существенно снижается сжатие пружины под воздействие одинаковой силы.
- Наиболее важным параметром можно назвать коэффициент жесткости. Он зависит от геометрических показателей изделия, типа применяемого материала при изготовлении.
Довольно большое распространение получили красные пружины и другого типа. Цветовое обозначение применяется в случае производства автомобильных изделий. Для расчета применяется следующая формула: k=Gd 4 /8D 3 n. В этой формуле указываются нижеприведенные обозначения:
- G – применяется для определения модуля сдвига. Стоит учитывать, что это свойство во многом зависит от применяемого материала при изготовлении витков.
- d – диаметральный показатель проволоки. Она производится путем проката. Этот параметр указывается также в технической документации.
- D – диаметр создаваемых витков при накручивании проволоки вокруг оси. Он подбирается в зависимости от поставленных задач. Во многом диаметр определяет то, какая нагрузка оказывается для сжатия устройства.
- n – число витков. Этот показатель может варьировать в достаточно большом диапазоне, также влияет на основные эксплуатационные характеристики изделия.
Рассматриваемая формула применяется в случае расчета коэффициента жесткости для цилиндрических пружин, которые устанавливаются в самых различных механизмах. Подобная единица измеряется в Ньютонах. Коэффициент жесткости для стандартизированных изделий можно встретить в технической литературе.
Нюансы, которые следует знать при работе с карандашами
Для штриховки в самом начале следует использовать жесткий карандаш. Т.е. самые сухие линии получаются твердым карандашом.
Мягким карандашом прорисовывается готовый рисунок, для придания ему сочности и выразительности. Мягкий карандаш оставляет темные линии.
Чем сильнее наклоняете карандаш, тем шире будет его след. Однако с появлением карандашей с толстым грифелем эта надобность отпадает.
Если не знаете, как будет выглядеть итоговый рисунок, рекомендуется начинать с твердого карандаша. Твердым карандашом поступенно можно набрать нужный тон. В самом начале я сам допускал такую ошибку: брал слишком мягкий карандаш, отчего рисунок получался темным и непонятным.
Что такое класс жесткости (SN), кольцевая жесткость трубы?
Таблица соответсвия нагрузки и класса жесткости:
| Класс жесткости трубы | Нагрузка | Глубина заложения |
| SN 2 | Отсутствует | Можно укладывать на глубину от 1 метра и более в зависимости от степени уплотнения грунта |
| SN 4 | Трассы, улицы и дворы с движением легкового транспорта | |
| SN 8 | Трассы, улицы, стоянки и аналогичные участки с движением грузового транспорта |
Класс кольцевой жесткости SN – это величина, округленная до ближайшего наименьшего значения номинальной кольцевой жесткости из ряда 2, 4, 6, 8 и т.д. Основными данными для ее расчета, получаемыми экспериментально на испытательных стендах, являются нагрузка и деформация, соответствующие 4%-ой деформации испытуемого образца, а также длина испытуемого образца. Среднеарифметическое из трех значений кольцевой жесткости (в кН/м2), полученных на образцах из одной партии труб, округляют до ближайшего наименьшего значения из стандартного ряда.
Таким образом, класс кольцевой жесткости показывает максимально допустимую нагрузку на единицу площади поверхности трубы при 4 %-ой деформации ее вертикального диаметра без учета бокового отпора
Источник
Определение и формула жесткости пружины
При рассмотрении того, что такое коэффициент жесткости пружины следует уделить внимание понятию упругости. Для ее обозначения применяется символ F
При этом сила упругости пружины характеризуется следующими особенностями:
- Проявляется исключительно при деформации тела и исчезает в случае, если деформация пропадает.
- При рассмотрении, что такое жесткость пружины следует учитывать, после снятия внешней нагрузки тело может восстанавливать свои размеры и форму, частично или полностью. В подобном случае деформация считается упругой.
Не стоит забывать о том, что жесткость – характеристика, свойственная упругим телам, способным деформироваться. Довольно распространенным вопросом можно назвать то, как обозначается жесткость пружины на чертежах или в технической документации. Чаще всего для этого применяется буква k.
Слишком сильная деформация тела становится причиной появления различных дефектов. Ключевыми особенностями можно назвать следующее:
- Деталь может сохранять свои геометрические параметры при длительной эксплуатации.
- При увеличении показателя существенно снижается сжатие пружины под воздействие одинаковой силы.
- Наиболее важным параметром можно назвать коэффициент жесткости. Он зависит от геометрических показателей изделия, типа применяемого материала при изготовлении.
Довольно большое распространение получили красные пружины и другого типа. Цветовое обозначение применяется в случае производства автомобильных изделий. Для расчета применяется следующая формула: k=Gd4/8D3n. В этой формуле указываются нижеприведенные обозначения:
- G – применяется для определения модуля сдвига. Стоит учитывать, что это свойство во многом зависит от применяемого материала при изготовлении витков.
- d – диаметральный показатель проволоки. Она производится путем проката. Этот параметр указывается также в технической документации.
- D – диаметр создаваемых витков при накручивании проволоки вокруг оси. Он подбирается в зависимости от поставленных задач. Во многом диаметр определяет то, какая нагрузка оказывается для сжатия устройства.
- n – число витков. Этот показатель может варьировать в достаточно большом диапазоне, также влияет на основные эксплуатационные характеристики изделия.
Рассматриваемая формула применяется в случае расчета коэффициента жесткости для цилиндрических пружин, которые устанавливаются в самых различных механизмах. Подобная единица измеряется в Ньютонах. Коэффициент жесткости для стандартизированных изделий можно встретить в технической литературе.
Расчёт кольцевой жёсткости трубы
Расчётные данные кольцевой жёсткости труб получают экспериментально при испытаниях изделий на специальных стендах. При этом выбирается отрезок трубы и определяется нагрузка и деформация, которая соответствует деформации примерно 4% тестируемого изделия. Испытаниям подвергаются три экземпляра из партии, определяется среднеарифметическое число, которое округляется до наиболее близкого минимального стандартного показателя. То есть от класса жёсткости зависит, какая номинальная нагрузка может приходится на единицу площади изделия в случае 4-процентной деформации сечения по вертикали, не учитывая отпора сбоку.
Для определения SN применяется формула:
E0 – модуль упругости материала, из которого изготовлено изделие; I – момент инерции стенки изделия; d – диаметр, который измеряется в месте центра тяжести стенки изделия, и равен:
di – внутренний диаметр изделия; y – расстояние до центра тяжести стенки изделия.
Определение жесткости, виды жесткости, единицы измерения жесткости
Жесткость воды — мера содержания в воде растворенных солей кальция и магния. Источником их являются, в основном, известняки и доломиты. Различают постоянную жесткость, временную жесткость и общую жесткость воды.
Постоянная жесткость воды (некарбонатная) Жп — обусловливается содержанием сульфатов, хлоридов и других (кроме бикарбонатов) солей кальция и магния. При нагревании или кипячении воды они остаются в растворе.
Временная жесткость воды (устранимая, карбонатная) Жвр — обусловливается содержанием бикарбонатов. При нагревании или кипячении воды бикарбонаты переходят в нерастворимые карбонаты, при этом жесткая вода умягчается. Обычно карбонатная жесткость составляет 70-80% от общей жесткости.
Общая жесткость воды Ж — определяется как суммарное содержание в воде солей кальция и магния, выражается как сумма карбонатной и некарбонатной жесткости: Ж = Жп + Жвр
Жесткая вода образует накипные отложения в водонагревательных и охлаждающих системах. В первом приближении это заметно на стенках, например, чайника. При хозяйственно-бытовом использовании жесткой воды наблюдается перерасход моющих средств вследствие образования осадка кальциевых и магниевых солей жирных кислот.
- УСТАНОВКИ УМЯГЧЕНИЯ ВОДЫ БЫТОВЫЕ
- УСТАНОВКИ УМЯГЧЕНИЯ ВОДЫ ПРОМЫШЛЕННЫЕ
- СИСТЕМЫ ОБРАТНОГО ОСМОСА БЫТОВЫЕ
- СИСТЕМЫ ОБРАТНОГО ОСМОСА ПРОМЫШЛЕННЫЕ
УМЯГЧИТЕЛИ ДЛЯ СТИРАЛЬНЫХ МАШИН
- ЦЕНЫ на установки умягчения, системы обратного осмоса, дозирующие станции (xls — 274 Kb)
- СПРОСИТЬ про установки умягчения, системы обратного осмоса, дозирующие станции (контактная информация)
