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용수철
기계적 에너지를 저장하는 탄성 물체 / From Wikipedia, the free encyclopedia
용수철(龍鬚鐵, 문화어: 룡수) 또는 스프링(영어: spring)은 기계 에너지를 축적하는 데 쓰이는 탄력이 있는 물체이다. 용수철은 압축되거나 늘어난 후에 원래의 모양으로 돌아올 수 있는 형태(특히 코일)로 구부러지거나 성형된 탄성이 있지만 대체로 단단한 재료(일반적으로 금속)로 구성된 장치이다. 용수철은 압축될 때 에너지를 저장할 수 있다. 일상적으로 사용되는 용어는 코일 용수철을 가장 자주 의미하지만 다양한 용수철 디자인이 있다. 현대식 용수철은 일반적으로 용수철 강으로 제조된다. 비금속 용수철의 예로는 전통적으로 유연한 주목으로 만들어진 활이 있는데, 활을 당길 때 화살을 추진하기 위한 에너지를 저장한다.
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강성 변동 기능이 없는 기존 용수철이 휴지 위치에서 압축되거나 늘어나면 대략 길이 변화에 비례하여 반대 힘을 가한다(이 근사치는 더 큰 편향에 대해 분해됩니다). 용수철의 속도 또는 용수철 상수는 가하는 힘의 변화를 용수철의 처짐 변화로 나눈 값이다. 즉, 힘 대 처짐 곡선의 기울기이다. 신장 또는 압축 용수철의 비율은 거리로 나눈 힘의 단위(예: N/m 또는 lbf/in)로 표현된다. 토션 용수철은 비틀어서 작동하는 용수철이다. 축을 중심으로 각도만큼 비틀면 각도에 비례하는 토크가 생성된다. 토션 용수철의 비율은 N·m/rad 또는 ft·lbf/도와 같이 토크를 각도로 나눈 단위이다. 용수철 속도의 반대는 컴플라이언스이다. 즉, 용수철 속도가 10 N/mm인 경우 컴플라이언스는 0.1 mm/N이다. 병렬 용수철의 강성(또는 속도)은 직렬 용수철의 컴플라이언스와 마찬가지로 추가된다.
용수철은 다양한 탄성 재료로 만들어지며 가장 일반적인 것은 용수철 강이다. 작은 용수철은 사전 경화된 소재로 감을 수 있고, 큰 용수철은 어닐링된 강철로 만들어 제조 후 경화된다. 내식성이 요구되는 부품에는 인청동, 티타늄, 전류를 전달하는 용수철에는 저저항 베릴륨동 등 일부 비철금속도 사용된다.