彈簧材料應用

2018-12-15 8:49:23

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大(dà)多數材料都有不同(tóng)程度的彈性(xìng)，如果将其彎曲，便會以很大的力量恢複其原形。在人類(lèi)曆史上，一定很早就注意到樹苗和(hé)幼樹的樹枝(zhī)有很大(dà)的撓性(xìng)，因為許(xǔ)多原始文化利用這一特性，在特制的門後或籠子後(hòu)楔上(shàng)一根棍，或(huò)者用活結套在一根杆(gǎn)上向下拉；一旦松開張(zhāng)力，這根棍(gùn)或杆就會往回彈(dàn)。他們就用這種辦(bàn)法來捕捉飛禽走獸。實際(jì)上，弓就是按這種方式利(lì)用幼樹彈性的彈簧；先向後拉弓，然後撒手，讓其回彈(dàn)。中(zhōng)世紀時，這種想法開始出現在機械上，如紡織機、車床、鑽機、磨面機和鋸。操作者用手或腳踏闆給出下壓沖程(chéng)，将工作機械(xiè)往下拉，這時用繩索固定在機械上的一根杆彈回，産生往複(fú)運動。

彈性材料的抗扭性不亞(yà)于它的抗撓性。希(xī)臘帝國時期（大概(gài)是公元前(qián)4世紀）發明了用(yòng)搓成的腱繩或毛繩拉緊(jǐn)的扭簧，用以代替簡單的(de)彈簧來加強石弩和抛石(shí)機的威力。這時(shí)人們開始(shǐ)認識到，金屬比木頭、角質或任(rèn)何(hé)這類有機物質的彈性更大。菲洛（其寫作年代約為公元前200年）把它作(zuò)為一項新(xīn)發現來進行介(jiè)紹。他估計讀者是難以置信的。凱爾特人和西班牙人的劍的彈性，引起了他的亞(yà)曆山大城的前輩的注意。為了弄清楚劍為什麼有彈(dàn)性，他們進行了許多實驗。結果他的師傅克特西比發明了抛石機，抛(pāo)石機的彈簧是用彎曲的青銅闆(pǎn)作成的——實際上是最早的片簧；菲洛本人(rén)又進一步改(gǎi)進了這些抛石(shí)機。富有創造性的克特西比(bǐ)在發明這種抛石(shí)機後，又想出了另一種抛石機(jī)—一它(tā)利用汽缸内(nèi)空氣在受壓的情況下産生的彈性工作。

在很久以後人們才想到：如果壓縮一根螺旋杆，而不(bú)是彎曲一根直杆(gǎn)，那麼金屬彈簧儲存的(de)能量就會更大。據伯魯涅列斯(sī)基的小傳記載，他制作過一口鬧鐘，其中使用了若幹(gàn)代彈簧。有人指出，在附(fù)有一些奇特的螺旋彈簧鐘表(biǎo)圖的15世紀末葉的一本機械手冊中有這架鬧鐘的圖樣。這類彈簧(huáng)也用于現代的捕鼠器。帶圈簧（水平壓縮(suō)而不是(shì)垂直壓縮(suō)的彈簧）的鐘表，在1460年左右肯定已開(kāi)始使(shǐ)用了，但基本上是皇室的奢(shē)侈品，大約又過了1個世紀，帶彈簧的鐘表才成為中産階(jiē)級(jí)人士的标志。

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