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勁度係數

鎖定
勁度係數,即倔強係數(彈性係數)。它描述單位形變量時所產生彈力的大小。k值大,説明形變單位長度需要的力大,或者説彈簧“韌”。勁度係數又稱剛度係數或者倔強係數。勁度係數在數值上等於彈簧伸長(或縮短)單位長度時的彈力。
中文名
勁度係數
外文名
spring constant/stiffness coefficient
定    義
力與形變成正比的規律
公    式
F=k△x
f
F為彈力
單    位
N/m
應用學科
高中物理
水利科技
工程力學
工程結構
建築材料 展開
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工程力學(水利) 收起

勁度係數相關公式

其中,
為彈力,
是勁度係數,
是彈簧形變量

勁度係數串聯與並聯

兩彈簧勁度係數分別為
兩彈簧並聯後
兩彈簧串聯後

勁度係數單位

牛頓/米(

勁度係數影響因素

其中:
=線材的剛性模數,單位
(即切變模量):碳素彈簧鋼絲(如65Mn)以及常用彈簧鋼絲
不鏽鋼絲
,硅青銅線
【其他詳見機械設計手冊(第五版)第三卷P11-10
=線徑
=外徑
=
=中徑
彈簧常數計算範例:線徑
, 外徑
, 總圈數
圈 ,鋼絲材質=琴鋼絲
彈性限度內,彈簧的彈力可由
為彈簧的伸長的長度;
為勁度係數,表示彈簧的一種屬性,它的數值與彈簧的材料,彈簧絲的粗細,彈簧圈的直徑,單位長度匝數及彈簧的原長有關。在其他條件一定時彈簧越長,單位長度的匝數越多,
值越小。
k還與温度有關,其他條件一定時,温度越低k越大.

勁度係數相關例題

1、 將一個勁度係數為
的彈簧一截為二,則一半長的彈簧的勁度係數為多少,是原勁度係數的兩倍嗎?
2. 將兩根勁度係數分別為
的彈簧兩端固定,在兩彈簧中間連接一個質量為
的物體,合成後的彈簧的勁度係數為多少,等於
的和嗎?
3. 將兩根勁度係數分別為
的彈簧直接相連,一端固定,一端連接質量為
的物體,合成後的彈簧的勁度係數為多少,等於
嗎?
4. 把一根彈簧在其一半處摺疊成一根雙股彈簧,則其彈簧的勁度係數為多少,等於原來的兩倍嗎?
解答
第1題:原彈簧可以看作兩個“半彈簧”串接,設勁度係數為
,當原彈簧受力形變時,每個“半彈簧”變形量
,則整個彈簧變形為
。則有
每個彈簧勁度係數都是
。注意這樣串聯的兩個“半彈簧”受力大小是一致的。推廣而言我們可以求更一般的情況——彈簧不是對半開,而是一定的比例,變形量比例與原長比例一致。
第2題:兩個彈簧變形量
一致,只不過一個為拉伸則另一個為壓縮,但產生的力是方向一致,按照力等效的觀點,則
,所以
第3題:原理同第1題,正屬於我所説的推廣情況。
,故
,即
第4題:變形一致,總的力=兩個分力之和。故
;由第1題可知
是原彈簧的2倍,到此題
就是原彈簧的4倍。