彈簧的起源曆史

发布于:2018-08-31 8:33:39

  大多數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複其原形。在人類曆史上,一定很早就注意到樹苗和幼樹的樹枝有很大的撓性,因爲許多原始文化利用這一特性,在特制的門後或籠子後楔上一根棍,或者用活結套在一根杆上向下拉;一旦松開張力,這根棍或杆就會往回彈。他們就用這種辦法來捕捉飛禽走獸。實際上,弓就是按這種方式利用幼樹彈性的彈簧;先向後拉弓,然後撒手,讓其回彈。中世紀時,這種想法開始出現在機械上,如紡織機、車床、鑽機、磨面機和鋸。操作者用手或腳踏板給出下壓沖程,將工作機械往下拉,這時用繩索固定在機械上的一根杆彈回,産生往複運動。

 

  弹性材料的抗扭性不压于它的抗挠性。希腊帝国时期 (大概是公元前4世纪)发明了用搓成的腱绳或毛绳拉紧的扭簧,用以代替简单的弹簧来加强石弩和抛石机的威力。这时人们开始认识到,金属比木头、角质或任何这类有机物质的弹性更大。菲洛 (其写作年代约为公元前200年)把它作为一项新发现来进行介绍。他估计读者是难以置信的。凯尔特人和西班牙人的剑的弹性,引起了他的亚历山大城的前辈的注意。为了弄清楚剑为什么有弹性,他们进行了许多实验。结果他的师傅克特西比发明了抛石机,抛石机的弹簧是用弯曲的青铜板作成的--实际上是最早的片簧;菲洛本人又进一步改进了这些抛石机。富有创造性的克特西比在发明这种抛石机后,又想出了另一种抛石机-一它利用汽缸内空气在受压的情况下产生的弹性工作。

  在很久以后人们才想到:如果压缩一根螺旋杆,而不是弯曲一根直杆,那么金属弹簧储存的能量就会更大。据伯鲁涅列斯基的小传记载,他制作过一口闹钟,其中使用了若干代弹簧。最近有人指出,在附有一些奇特的螺旋弹簧钟表图的15世纪末叶的一本机械手册中有这架闹钟的图样。这类弹簧也用于现代的捕鼠器。带圈簧 (水平压缩而不是垂直压缩的弹簧)的钟表,在1460年左右肯定已开始使用了,但基本上是皇室的奢侈品,大约又过了1个世纪,带弹簧的钟表才成为中产阶级人士的标志。



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