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彈簧的發(fā)明家嚴(yán)格意義上應(yīng)該是英國(guó)科學(xué)家胡克(RobertHooke),雖然那時(shí)螺旋壓縮彈簧已經(jīng)出現(xiàn)并廣泛使用,但胡克提出了“胡克定律”——彈簧的伸長(zhǎng)量與所受的力的大小成正比,正是根據(jù)這一原理,1776年,使用螺旋壓縮彈簧的彈簧秤問(wèn)世。
不久,根據(jù)這一原理制作的?!╃姳硎褂玫膹椈梢脖缓吮救税l(fā)明出來(lái)。而符合“虎克定律”的彈簧才是真正意義上的彈簧。碟形彈簧是法國(guó)人貝勒維爾發(fā)明的,是用金屬板料或鍛壓坯料而成的截錐形截面的墊圈式彈簧。在近工業(yè)出現(xiàn)之后,除了碟形彈簧之外還出現(xiàn)了氣彈簧、橡膠彈簧、渦卷彈簧、模具彈簧、不銹鋼彈簧、空氣彈簧、記憶合金彈簧等新型彈簧。
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在衡器和儀表中使用的彈簧,為了滿足其精度不受溫度變化的影響,一般選用彈性模量和膨脹系數(shù)變化極小的恒彈性合金。
在要求質(zhì)輕、絕緣、防碰、防銹蝕等特殊用途的彈簧,可選用增強(qiáng)塑料。目前,較為適用的塑料彈簧,是用環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂為基體,用玻璃纖維增強(qiáng)的熱固增強(qiáng)塑料GFRP。也可選用防振橡膠制造各種類型的橡膠彈簧。
彈簧鋼制作的彈簧,硬度(即強(qiáng)度)的選用應(yīng)依據(jù)彈簧承載性質(zhì)和應(yīng)力大小而定。但是,硬度高低與平面應(yīng)變斷裂韌性關(guān)系極大。
從曲線關(guān)系可以看出,隨著硬度增加,平面應(yīng)變斷裂韌性(KIC)值顯著下降。這就是說(shuō)在確定彈簧的硬度硬度值時(shí),應(yīng)本著在滿足彈簧特性要求的前提下,彈簧的硬度值偏低一些好。