Spring   스프링, 용수철

(2024-03-19)

Spring Constant, 스프링 상수, 스프링 정수, 선형 탄성 계수, 선형 탄성률, 스프링 변형량


1. 스프링 (Spring)운동,압력을 억제하고, 진동,충격을 완화(제동)시키는 기계요소
     - 코일 스프링, 판 스프링, 스파이러 스프링, 접시 스프링 등
        . 例) 자동차에는 수십개 이상의 코일 스프링이 사용됨


2. 스프링의 선형 탄성 계수 / 선형 탄성률 / 스프링 상수 (Spring Constant)

  ㅇ "스프링(용수철)은, 복원력(F)이, 변형(변위,신장량)(δ)에, 선형적으로 비례(k) 함"

     * (스프링  즉, 복원력) = (스프링 상수) x (변형)
         
[# F_{복원력} = - k \; \delta #]
- F복원력 : 용수철의 복원력, 후크의 법칙(Hooke's Law) - `-` 부호 : 과 복원력 방향이 서로 반대이므로 - k : 스프링 상수 / 선형 탄성계수 / 스프링의 강성도(Stiffness) [N/m] . 단위 변형(신장량) 당 필요한 (F/δ) .. (단위 변위를 일으키는데 필요한 ) . 변위에 대해 저항하는 정도를 나타냄 .. (기계적으로 변형하기 어려운 정도) - δ : 변형 / 변위 / 신장량 (Displacement) [m]
[# \delta = - (1/k) \; F = - f \; F #]
- f = 1/k : 스프링의 유연도(Flexibility), 컴플라이언스(Compliance) [m/N] . 단위 당 발생되는 변형(신장량) (δ/F) .. (단위 하중에 의해 생긴 변위) . 기계적인 가요성 (부드러운 정도)를 나타냄 .. (기계적으로 변형하기 쉬운 정도) ㅇ 또한, "스프링의 변형량(δ)은, 길이(L)와 (F)에는 정비례하고, 단면적(A)에는 반비례 함" - (스프링 변형량) ∝ (길이)()/(단면적)
[# δ \propto \frac{L}{A} F \qquad F \propto \frac{A}{L} δ \\ F = E \frac{A}{L} δ \\ k = \frac{A}{L} E \qquad δ = \frac{F L}{E A} #]
. {#E#} : 탄성계수 (Elastic Modulus) .. 탄성 변형에 저항하는 비례 상수/계수 .. 재료 마다 달라지는 고유한 값 .. 단위 : 파스칼 [Pa = N/㎡] 3. 선형 탄성체에서, 응력 - 변형률 관계 (응력 변형률 선도) 例) ※ 위 그림에서, 기울기가 클수록 강한 (큰 탄성을 보이는, 큰 탄성 계수를 갖는) 재질 임 - (응력 또는 변형력 σ) = (탄성계수) x (변형률 ε : 단위 길이 당 치수 변화) [N/㎡] 4. [참고사항] ㅇ 스프링 직렬 연결 : 1/k = 1/k1 + 1/k2선형 탄성과 관련된 진동 현상은, ☞ 단순조화진동 참조 ㅇ `고체 매질`에서 진행하는 파(波)는, ☞ 탄성파 참조

탄성
   1. 탄성   2. 후크 법칙   3. 탄성 계수   4. 선형 탄성계수   5. 컴플라이언스   6. 체적 탄성률  


Copyrightⓒ written by 차재복 (Cha Jae Bok)               기술용어해설 후원
"본 웹사이트 내 모든 저작물은 원출처를 밝히는 한 자유롭게 사용(상업화포함) 가능합니다"