Пороговая нагрузка для пружины - подскажите литературу

[Mathew Rogan]

Задумался вот над каким вопросом. У меня есть пружина, растяжение которой начинается только при нагрузке выше 2 Н. Если подвешивать груз меньше 2 Н, эффекта совершенно никакого. Дальше пружина растягивается нормально, более-менее подчиняясь закону Гука.

Не могу найти нигде в литературе описание этого явления. Не знаю даже, как правильно назвать такую пороговую нагрузку. Чем-то это похоже на гистерезис, но, как я понимаю, гистерезис проявляется при циклических нагрузках растяжения и сжатия. А здесь пружина работает только на растяжение, её не сожмёшь.

[sergey zhukov]

Mathew Rogan
У вас вероятно пружина с вплотную упакованными витками. И сделана пружина так, что находится под напряжением: витки давят друг на друга, пружина стремится сжаться еще сильнее, но толщина витков не позволяет. Это в общем самая обычная идеальная пружина, только натянутая на стержень. Если пытаться ее сжать - стержень не позволяет. Если пытаться растянуть - она начнет растягиваться не раньше, чем мы приложим силу бОльшую, чем сила, с которой она натянута на стержень.

[Mathew Rogan]

sergey zhukov
Спасибо за комментарий. Я ещё поискал в этом направлении и узнал интересный термин "заневоливание пружин", когда в них создают остаточную деформацию, противоположную по направлению предполагаемым рабочим нагрузкам. Видимо, это оно и есть.

[miflin]

(Оффтоп)

Как-то консультировал школьника по "Эф_равно_ка_икс", и взял для наглядности из физкабинета пружину и грузики. Пружину взял новую, с витками без зазоров. Первый грузик (100 г) дал удлинение 0! Облом! Пружина была, как потом понял, "недосжатая". Впрочем, sergey zhukov об этом уже написал. Погуглите <технология изготовления пружин>.

[sergey zhukov]

Mathew Rogan
Не сказал бы. Заневоливание - это способ равномернее распределить напряжения по сечению пружины.

Т.е. можно взять прямой стержень круглого сечения и проверить его прочность на скручивание. Получим некоторый предельный разрушающий момент $M$. А теперь возьмем этот же стержень, скрутим его меньшим моментом и выдержим достаточно долго в этом состоянии. Наружные, самые растянутые слои стержня отрелаксируют (ползучая пластическая деформация), а внутренние - нет. Если его теперь отпустить, он не вернется в исходное состояние, а будет слегка закручен, причем внутренние слои будут пытаться восстановить исходную форму, а внешние - будут этому теперь препятствовать. Самое интересное, что теперь стержень стал прочнее на скручивание, его уже не разрушишь моментом $M$. Так получается потому, что в таком "заневоленом" стержне напряжения при скручивании теперь распределяются по сечению равномернее. Правда, если его пытаться скрутить в обратную сторону, то он сломается еще быстрее, чем при моменте $M$. Т.е. это упрочнение "в одну сторону", и ослабление - "в другую"

Я не думаю, что какая-бы то ни было пружина может работать так, как вы говорите, если ее витки не намотаны вплотную друг к другу.