مبدأ تخزين الطاقة وإطلاقها: أثناء عملية التشوه، يخزن الزنبرك الطاقة الميكانيكية المطبقة بواسطة القوة الخارجية في شكل طاقة كامنة مرنة. عندما تتم إزالة القوة الخارجية، يطلق الزنبرك الطاقة المخزنة ويعود إلى حالته الأولية. إن القدرة على تخزين وإطلاق الطاقة تجعل الينابيع تستخدم على نطاق واسع في سيناريوهات مثل الدفع المرن، وتخفيف الصدمات، وتخزين الطاقة الميكانيكية، مثل آلية الساعة، وامتصاص الصدمات، وما إلى ذلك.

مبدأ الاهتزاز والتخميد: عندما يتعرض الزنبرك لقوة خارجية دورية أو لحظية، فإنه يهتز. تحدد تردداته الطبيعية وخصائصه التخميدية سعة ومدة الاهتزاز. تُستخدم عناصر التخميد عادةً بالاشتراك مع النوابض لامتصاص وتبديد الطاقة، وبالتالي تقليل مدة وشدة الاهتزاز. تُستخدم على نطاق واسع في أنظمة التعليق في السيارات وأنظمة مكافحة الاهتزاز الميكانيكية وما إلى ذلك.

مبدأ الصلابة واستعادة التشوه: تحدد صلابة الزنبرك قدرته على مقاومة التشوه. كلما زادت الصلابة، زاد الحمل الذي يمكن للزنبرك تحمله وصغر التشوه. في حدود المرونة، يمكن للزنبرك أن يستعيد شكله الأصلي تمامًا، ولكن بعد تجاوز حدود المرونة، سيحدث تشوه بلاستيكي، مما يؤثر على الاستخدام الطبيعي للزنبرك. تؤثر المواد المختلفة والتصاميم البنيوية على صلابة الزنبرك وقدرته على التعافي.

مبدأ توازن عزم الدوران: عندما يتعرض زنبرك الالتواء لقوة خارجية، فإنه يدور ويتشوه، ويتم توليد عزم دوران بداخله لمقاومة القوة الخارجية، وبالتالي الحفاظ على توازن النظام. يتم استخدام هذا المبدأ على نطاق واسع في آليات الدوران الميكانيكية، مثل مفصلات الأبواب ونوابض الساعة وما إلى ذلك، لتوفير عزم دوران ثابت وضمان التشغيل السلس للنظام.

مبدأ الاستقرار تحت الضغط: عندما يتعرض زنبرك الضغط لضغط أكبر، فقد يصبح غير مستقر، مثل الانحناء الجانبي أو الانبعاج، مما يؤثر على الوظيفة الطبيعية للزنبرك. إن ثبات الزنبرك عند الضغط يرتبط بمادته وشكلها وطريقة دعمها وتوزيع الأحمال. ومن الضروري مراعاة منع الزنبرك من الفشل بسبب عدم الاستقرار أثناء التصميم الهندسي. وهذا أمر شائع في مجالات البناء والدعم الميكانيكي وما إلى ذلك. .

مبدأ الاحتكاك والتعب: أثناء الاستخدام طويل الأمد، ستنتج النوابض تركيز إجهاد داخلي بسبب التحميل والتفريغ المتكرر، مما يتسبب في أضرار مجهرية للهيكل المعدني ويؤدي في النهاية إلى فشل التعب. بالإضافة إلى ذلك، سيولد الزنبرك احتكاكًا مع أجزاء التلامس عندما يتحرك. سيؤثر الاحتكاك على أداء الزنبرك وعمره. لذلك، يجب مراعاة التشحيم المعقول واختيار المواد أثناء التصميم لتقليل خسائر الاحتكاك وإطالة عمر الخدمة.

الملخص: يعتمد مبدأ عمل الزنبرك بشكل أساسي على قانون هوك. تشوهه يتناسب طرديًا مع القوة الخارجية. يمكنه تخزين طاقة الوضع المرنة تحت تأثير القوة الخارجية والعودة إلى حالته الأصلية عند إطلاقه. كما يتمتع أيضًا بميزة تخفيف الاهتزاز. ووظائف التخميد لتقليل التأثير والحفاظ على استقرار النظام. تؤثر صلابة الزنبرك على قدرته على مقاومة التشوه. فهو يحتاج إلى ثبات كافٍ لمنع عدم الثبات عند تعرضه للضغط. ومع ذلك، قد يتدهور أداءه بسبب الاحتكاك والتعب أثناء الاستخدام طويل الأمد، لذا فإن التصميم المعقول والصيانة أمران ضروريان.