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彈簧材料應(yīng)用

2018-12-15 8:49:23

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大多數(shù)材料都有不同程度的彈性，如果將其彎曲，便會以很大的力量恢復(fù)其原形。在人類歷史上，一定很早就注意到樹苗和幼樹的樹枝有很大的撓性，因?yàn)樵S多原始文化利用這一特性，在特制的門后或籠子后楔上一根棍，或者用活結(jié)套在一根桿上向下拉；一旦松開張力，這根棍或桿就會往回彈。他們就用這種辦法來捕捉飛禽走獸。實(shí)際上，弓就是按這種方式利用幼樹彈性的彈簧；先向后拉弓，然后撒手，讓其回彈。中世紀(jì)時，這種想法開始出現(xiàn)在機(jī)械上，如紡織機(jī)、車床、鉆機(jī)、磨面機(jī)和鋸。操作者用手或腳踏板給出下壓沖程，將工作機(jī)械往下拉，這時用繩索固定在機(jī)械上的一根桿彈回，產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動。

彈性材料的抗扭性不亞于它的抗撓性。希臘帝國時期（大概是公元前4世紀(jì)）發(fā)明了用搓成的腱繩或毛繩拉緊的扭簧，用以代替簡單的彈簧來加強(qiáng)石弩和拋石機(jī)的威力。這時人們開始認(rèn)識到，金屬比木頭、角質(zhì)或任何這類有機(jī)物質(zhì)的彈性更大。菲洛（其寫作年代約為公元前200年）把它作為一項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)來進(jìn)行介紹。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，引起了他的亞歷山大城的前輩的注意。為了弄清楚劍為什么有彈性，他們進(jìn)行了許多實(shí)驗(yàn)。結(jié)果他的師傅克特西比發(fā)明了拋石機(jī)，拋石機(jī)的彈簧是用彎曲的青銅板作成的——實(shí)際上是最早的片簧；菲洛本人又進(jìn)一步改進(jìn)了這些拋石機(jī)。富有創(chuàng)造性的克特西比在發(fā)明這種拋石機(jī)后，又想出了另一種拋石機(jī)—一它利用汽缸內(nèi)空氣在受壓的情況下產(chǎn)生的彈性工作。

在很久以后人們才想到：如果壓縮一根螺旋桿，而不是彎曲一根直桿，那么金屬彈簧儲存的能量就會更大。據(jù)伯魯涅列斯基的小傳記載，他制作過一口鬧鐘，其中使用了若干代彈簧。有人指出，在附有一些奇特的螺旋彈簧鐘表圖的15世紀(jì)末葉的一本機(jī)械手冊中有這架鬧鐘的圖樣。這類彈簧也用于現(xiàn)代的捕鼠器。帶圈簧（水平壓縮而不是垂直壓縮的彈簧）的鐘表，在1460年左右肯定已開始使用了，但基本上是皇室的奢侈品，大約又過了1個世紀(jì)，帶彈簧的鐘表才成為中產(chǎn)階級人士的標(biāo)志。

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彈簧材料應(yīng)用

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