ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ПРУЖИНЫ

245. Спиральные пружины (типа часовых) рассматривались в §§ 67—68 главы II. Пластинчатые (или «листовые») пружины, очевидно, могут быть изучены с помощью нашей

теории изгиба прямых и слегка искривленных балок. Рассмотрим цилиндрические пружины. Если мы придадим проволоке форму правильной винтовой линии, то и получим такой тип пружин. Пружины подобного типа обычно используют в клапанах двигателей внутреннего сгорания.

Нам нужно знать, как цилиндрическая пружина реагирует на ту или иную приложенную к ней силу, поэтому следует провести расчет таких пружин. Это сделать нетрудно, так как предыдущие главы содержат выражения упругой энергии при изгибе и при кручении. Возникающие перемещения можно вычислить с помощью первой теоремы Кастилиано.

Рис. 81.

На рис. 81 изображена пружина, подверженная действию растягивающей ее силы Сила приложена вдоль оси винтовой линии. Усилие в каком-нибудь нормальном сечении пружины (т. е. в сечении, перпендикулярном средней линии завитой проволоки) будет состоять из перерезывающей силы растягивающей силы а и момента с составляющими из которых первая стремится закрутить проволоку, а вторая изогнуть ее. Через а здесь обозначен угол винтовой линии, связанный с шагом винтовой линии уравнением