Quelle est la différence entre les ressorts d'extension et de compression?
Les ressorts d’extension et de compression se trouvent littéralement de part et d’autre du spectre des ressorts. Les ressorts d'extension servent principalement à maintenir deux composants ensemble, tandis que les ressorts de compression sont les meilleurs pour empêcher les composants de se rencontrer. Les deux utilisent une conception de bobine pour l'élasticité et la force, mais ils fonctionnent sous deux principes différents de l'énergie potentielle élastique.
Un ressort de rallonge est généralement fabriqué à partir de fil de calibre inférieur et enroulé de manière très serrée. Les deux extrémités peuvent avoir des boucles ou des crochets pour la fixation. Les ressorts du trampoline d'un enfant sont d'excellents exemples de ressorts d'extension en action. Chaque ressort est attaché à une section de toile et au cadre de support en métal. Sans charge, les ressorts d'extension restent compacts et non étirés. Lorsque l'enfant saute sur la toile, les ressorts individuels reçoivent des portions de la charge et les bobines s'étirent.
À ce stade, lorsque les bobines sont étirées à l'extrême, la source contient le plus d'énergie potentielle. Lorsque les ressorts reviennent avec force dans leurs positions d'origine, toute cette énergie est libérée et l'enfant est projeté dans les airs. C'est la fonction principale d'un ressort d'extension, permettant à une force extérieure de créer une tension, mais utilisant ensuite l'énergie potentielle pour ressaisir les composants. Le pire dommage qu'un ressort d'extension puisse subir est un étirement dépassant ses limites naturelles. Une fois que les spires d'un ressort d'extension sont endommagées, il ne peut plus revenir à son état initial de tension. Les ressorts d'extension ont généralement des anneaux ou des boucles à chaque extrémité pour faciliter la connexion aux composants.
Les ressorts de compression sont conçus pour fonctionner différemment. Ils sont généralement fabriqués à partir de fils de plus gros calibre et ne sont pas enroulés en bobines serrées. Les ressorts de compression peuvent avoir des anneaux à chaque extrémité qui supportent leurs charges. Le pogo stick d'un enfant ou l'amortisseur d'une voiture sont deux exemples de la technologie des ressorts de compression. Le ressort est naturellement au repos en position étendue. Lorsque l'enfant saute sur le bâton de pogo, le ressort à l'intérieur du jouet est abaissé. L'enfant ne peut appliquer qu'une certaine quantité de force à la source, de sorte qu'elle ne contiendra qu'une quantité similaire d'énergie potentielle. Le ressort de compression contient le plus d’énergie potentielle quand il a été rapproché. Le printemps revient à sa position naturelle, libérant son énergie en cours de route. L'enfant est propulsé dans les airs par cette action de recul.
Un exemple plus petit de ressort de compression est appelé ressort Belleville ou rondelle Belleville. La rondelle est en fait un disque avec un centre distinctement incurvé. À mesure que la force est appliquée sur la rondelle, celle-ci commence à s’aplatir et à devenir plus forte. Les ingénieurs utilisent souvent des ressorts Belleville selon diverses combinaisons pour reproduire les qualités des autres systèmes de ressorts. Ces rondelles sont souvent utilisées chaque fois que deux pièces d’une machine doivent être suspendues ou protégées des chocs inutiles, par exemple.
On trouve également des ressorts de compression dans les matelas et les fondations résistant aux séismes. Le principal problème des ressorts de compression est la possibilité de flexion sous pression. Si un ressort de compression reçoit une charge inégale, les bobines peuvent se retirer et tomber en panne. Pour cette raison, de nombreux ressorts de compression sont protégés par des couvre-bottes souples mais fermes en caoutchouc, en tissu ou en plastique. Afin d'éviter des défaillances majeures, la longueur totale d'un ressort de compression doit être prise en compte. La longueur d’un ressort de compression doit être contrôlée (si elle n’est pas guidée) pour éviter toute déformation ou flexion. Les ressorts de compression ont généralement des extrémités plates, de sorte qu’ils sont parallèles les uns aux autres et assurent des forces uniformes tout au long du mouvement.
Les ressorts d'extension et de compression peuvent avoir différentes applications, mais chacun démontre l'utilité de l'énergie potentielle et les nombreuses utilisations d'une conception de bobine.