زنبرك

زنبركات لولبية أوملفوفة مصممة للشد

الزنبرك أوالياي أوالنابض Spring هوجهاز مرن يستخدم لتخزين الطاقة الميكانيكية. وتصنع الزنبركات عادة من صلب (فولاذ) مصلد. الزنبركات الصغيرة يمكن لفها من صلب سابق التصليد، بينما الزنبركات الأكبر فيصنعوا من صلب ملدن ويصلـّد بعد صنعه. بعض المعادن غير الحديدية تـُستعمل أيضاً ومنها برونز الفوسفور للأجزاء التي تتطلب مقاومة التآكل ونحاس البريليوم للزنبركات التي تحمل تيارات كهربائية (بسبب قلة مقاومتها الكهربية).

معدل الزنبرك هومقدار التغير في القوة التي يبذلها، مقسومة على التغير في انحناء الزنبرك. أي أنه هومعدل تغير gradient منحنى القوة لقاء الانحناء. لزنبرك التمدد أوالانضغاط فإن هذا المعدل يـُقاس بوحدات ن/مم أوما شابه. أما زنبرك اللي فإن الوحدات هي ن-م/درجة قطرية، أوما شابه. ومقلوب معدل الزنبرك هوالمطاوعة Compliance، أي حتى لوكان زنبرك معدلهعشرة ن/مم، فإن مطاوعته قدرها 0.1 مم/ن. قساوة (أومعدل) زنبركات موضوعة على التوازي جمعية additive، كما هوالحال لمطاوعة زنبركات موضوعة على التسلسل.

التاريخ

الزنبركات غير الملفوفة البسيطة كانت تستعمل على مر التاريخ الإنساني. وفي العصر البرونزي فإن زنبركات متقدمة أصبحت تستعمل كاللتي نراها في انتشار استعمال الملاقيط في مختلف الثقافات. المهندس المصري الإغريقي كتسيبيوس السكندري طوّر طريقة لصناعة البرونز له خصائص زنبركية بانتاج سبيكة برونز بنسبة أعلى من القصدير، ثم يتم تصليدها بالدق بعد صبها.

الزنبركات الملفوفة ظهرت في القرن الخامس عشر.

أنواعه

زنبرك شعري حلزوني

زنبرك حلزوني volute spring. تحت الضغط الملفات تنزلق فوق بعضها البعض, مما يتيح حركة أطول.

زنبركات حلزونية رأسية في خزان ستوارت

زنبركات ورقية في سيارة نقل

قضيب لي ملوي تحت حمل

زنبرك موجي - زنبرك ذوكزازة stiffness عالية

الفيزياء

زنبركان مربوطان إلى حائط وكتلة. في مثل هذا الموقف, الزنبركان يمكن استبدالهما بزنبرك واحد له ثابت زنبركي k_eq=k₁+k₂.

قانون هوك

{\displaystyle F=-kx,\

الحركة التوافقية البسيطة

{\displaystyle F=-kx=ma.\,

الإزاحة, x, كدالة في الوقت. كمّ الوقت المنقضي بين القمم يسمى period.

ولكن العجلة هي المشتقة الثانية لـ x, وبذلك

{\displaystyle -kx=m{\frac {d^{2 x {dt^{2 .\,

وبإعادة ترتيب النتائج في معادلة تفاضلية

{\displaystyle {\frac {d^{2 x {dt^{2 +{\frac {k {m x=0,\,

وحلها يتم بجمع جا وجتا:

{\displaystyle x(t)=A\sin \left(t{\sqrt {\frac {k {m \right)+B\cos \left(t{\sqrt {\frac {k {m \right).\,

الرسم البياني لهذه الدالة مشروح إلى اليسار.

النظرية

الاستخدامات

تعليق السيارة

المصادر

^ Springs How Products Are Made, 14 July 2007.
^ http://www.smalley.com/wave_springs/about_springs.asp

وصلات خارجية

هناك كتاب ، Physics Study Guide، في فهم الخط.

Wright, Douglas. "مقدمة إلى الزنبركات". Springs, Notes on Design and Analysis of Machine Elements. Dept. of Mechanical & Material Engineering, Univ. of Western Australia. Retrieved 2008-2-3. Check date values in: |accessdate= (help); External link in |work= (help)
Silberstein, Dave (2002). "كيف تصنع الزنبركات". Bazillion. Retrieved 2008-2-3. Check date values in: |accessdate= (help); External link in |publisher= (help)
صمم زنبرك انضغاط
المصدر لتصميم وتصنيع الزنبركات