0 спирали 8 мм,
число витков 30) составляет 50 мм. Если для изготовления элемента
использовать тонкую проволоку (0 проволоки 0,5
мм, 0 спирали 8 мм, число витков 60), то рабочий ход становится
бо'лее 200 мм. При изготовлении спиральных элементов из сплавов с
эффектом памяти формы можно получить такой же рабочий ход, как и у
электромагнитных соленоидов, гидравлических и пневматических
цилиндров.
Кривые напряжение — деформация
сплавов с эффектом памяти формы являются нелинейными, модуль сдвига и
постоянная упругости не являются константами, поэтому общая методика
проектирования спиральных пружин в этом случае неприменима. Кроме
того, кривая напряжение — деформация изменяется в зависимости от
термической или деформационной предыстории, нет достаточно полных данных
относительно свойств при кручении, поэтому точное проектирование
спиральных пружин с заданными свойствами затруднено.
Однако кривую напряжение —
деформация, полученную на спиральных образцах, в сравнении с
диаграммой растяжения сплавов с эффектом памяти формы можно считать
почти прямолинейной (см. рис. 3.4). Следовательно, если определить
некоторую погрешность, то расчет спирали из такого сплава можно
осуществить с помощью известных методов расчета спиральных
пружин.
В данном разделе
рассматриваются методы расчета спиральных пружин, причем сначала
рассматривается метод расчета с применением кажущейся постоянной
пружины, затем описывается графический метод определения кривой нагрузка —
прогиб спиралей из сплава с эффектом памяти формы с последовательным
отсчетом величин на отдельных стадиях кривой напряжение — деформация,
не зависящей от постоянных пружин.
Методика расчета спиральных
пружин. При расчетах пружин применяются следующие обозначения:
Р — осевая нагрузка, 5 — прогиб, D —
диаметр пружины, d — диаметр проволоки, С = D/d —
показатель упругости пружины, R - радиус пружины, а — угол намотки,
п - эффективное число витков, L — длина пружины, т —
напряжение сдвига, G — модуль сдвига.
Чтобы проиллюстрировать
действие пружины, на рис. 3.7 показана схема нагружения пружины сжатия с
углом а
осевой нагрузкой Р; на рис. 3.8
показана развертка этой пружины. АВ — длина эффективной части
спирали, равная nnD, отрезки АА' и ВВ' - плечи
длиной R, необ-