Растяжки и подвесы. В первом случае можно говорить о крутильной жесткости вдоль оси. Во втором случаи можно говорить о крутильной жесткости вокруг перпендикулярной оси. В третьем случаи можно говорить о крутильной жесткости перпендикулярной плоскости оси. О растяжках и подвесах можно говорить только в тех случаях, когда поперечные размеры упругого элемента, удерживающего массу, существенно меньше его длины. Как правило, растяжки предназначены для обеспечения малой продольной крутильной жёсткости.
Для этого поперечное сечение растяжек делают прямоугольным. В точных измерительных приборах растяжки выполняют из бериллиевой бронзы, а в особо точных приборах - из платино-серебрянного сплава.
Подвесы, как правило, выполняют из магниевой бронзы, оловянно-цинковой бронзы и бериллиевой бронзы. Растяжки из платино-серебрянного сплава, например, имеет сечение с площадью S 0,2222,2 мм2, разрывные условия Fразр 9,94, модуль Юнга Е 1,71011 Н м2, предел пропорциональности Fпроп 7,8 Н, допустимое максимальное натяжение от Fразр. Крутильная и продольная жесткость в зависимости от напряжения есть где F0 - усилие, при котором нормируется характеристика растяжки. где IP - полярный момент инерции поперечного сечения.
Основные недостатки таких подвесов 1 Слабые на разрыв. Этот недостаток преодолевается тем, что подвешенную массу помещают в жидкость, как правило, в кремниево-органическую, и тогда сила тяжести и инерции компенсируются силой Архимеда. 2 Недостаток характерен и для растяжек, и для других стержней не круглого и не квадратного сечения. Этот недостаток называется неравножёсткость. При действии силы под углом к оси х и оси z деформация растяжки вдоль осей будет разная. Тогда вектор смещения оси растяжки не будет совпадать с вектором силы. И возникает момент силы относительно оси х. где h - плечо силы F относительно оси, проходящего через точку О перпендикулярно плоскости рисунка.
Неравножёсткость возникает всегда, когда сечение не квадратное и не круглое, и приводит к непредсказуемому. 3 Упругое последействие - это явление изменяет деформацию при постоянной нагрузке или после снятия нагрузки.
Для платино-серебрянных растяжек упругое последействие очень мало и составляет 0,05-0,08 от начала угла отклонения через 15 секунд после его освобождения. У других подвесов результат будет хуже. Последействие упругое если деформация полностью исчезает после снятия нагрузки. В противном случае последействие будет неупругим. 4 Ползучесть релаксация напряжения. Представим себе, что мы растянули пружину и зафиксировали ее. На пружину будет действовать сила Т. Именно по этой причине болты и гайки, которые были затянуты, со временем ослабляются.
Упругое последействие и ползучесть имеют место даже при напряжениях меньших предела упругости. Поперечная линейная жёсткость. Будем считать, что масса подвешена по середине. 1 Рассмотрим случай, когда 2 Рассмотрим случай, когда Поперечная крутильная жесткость. 1 Рассмотрим случай, когда 2 Рассмотрим случай, когда 4.3 Мембраны. 4.3.1 общие сведения. Мембрана - это гибкая круглая пластина, получающая упругие прогибы под действием давления или сосредоточенной силы. Они бывают плоскими или гофрированными.
Последние применяются гораздо чаще, чем первые. С помощью мембран можно измерять давление от нескольких сотен атмосфер до нескольких миллиметров водяного столба. Кроме того, они используются в качестве разделителя двух сред и гибких уплотнителей для передачи перемещений из области давления в область разряжения. Диаметры мембран обычно выбирают в диапазоне от 10 до 300 мм. Их изготавливают из высококачественной пружинной стали и бронзы, а также из неметаллических материалов резины, пластмасс, которые в некоторых случаях армированы тканью из капрона, стекла или металлической нити. Толщина мембран составляет 0,06-1,5 мм для металлов, 0,1-5 мм для неметаллических мембран.
В зависимости от геометрии мембраны можно иметь по давлению как линейные, так и упругие нелинейные характеристики. При анализе деформации мембран рассматривают два случая 1 Малые прогибы, при которых противодействие мембраны обусловлено в основном изгибом материала.
В этом случаи срединная плоскость, равностоящая от поверхностей, практически не удлиняется. В этом случаи мембрана имеет характеристику близкую к линейной. 2 При больших деформациях происходит в основном растяжки срединной плоскости. В этом случаи производят по теории абсолютно гибкий мембраны без учета жёсткости на изгиб. По мере увеличения прогиба форма поверхности мембраны изменяется. По мере деформации точка смещается к месту заземления. 4.3.2