[Jonas]

Имеется вертикальная балка опертая на шарнир.
Под действием не известных сил, падает на упор.
Как рассчитать силу удара?
Не могу сообразить как посчитать скорость в момент удара.

[Sopro]

Хоть бы схему приложил, а так ну нифига не понятно.

[eilukha]

Как рассчитать силу удара?

- нужна изгибная жесткость балки и податливость упора (если она конечна).

посчитать скорость в момент удара

- приравняйте кинетическую и потенциальную энергию.

[Хмурый]

расчёт динамического коэффициента при ударной нагрузке

[Jonas]

Сообщение от Sopro Хоть бы схему приложил, а так ну нифига не понятно.

Так схему и приложил, что не понятно.

Если вопрос зачем это нужно - поясняю.
В проектируемых механизмах часто нужно применять откидные рабочие площадки. Откидывается в буквальном смысле, толкнули и упала. Для поглощения энергии нужны какие то амортизаторы, подушки и прочие устройства. Чтобы посчитать амортизатор нужно знать нагрузку.

[eilukha]

Кстати, если расположить упор в центре удара (1/3 длины от свободного конца), то нагрузка на шарнир при ударе будет равна нулю.

[STAJOR]

Сообщение от Jonas Под действием не известных сил, падает на упор. Как рассчитать силу удара?

Величина "неизвестной силы" тоже входит в уравнение, если это не просто смещение относительно положения равновесия.

[Ильнур]

Сообщение от Jonas ... Чтобы посчитать амортизатор нужно знать нагрузку.

Не совсем так быстро.
На момент подхода к амортизатору неизменной (при прочих неизменяемых вводных) будет только энергия системы.
А сила удара (вернее, воздействие) площадки об амортизатор будет зависеть от характеристик САМОГО амортизатора.
Если пренебречь сопротивлением воздуха и прочих мелочей, то вводными будут: вличина и характер начального воздействия, координаты ц.т. падащего элемента, вес (масса) элемента, жесткостные характеристики падающего элемента (для обсчета процесса амортизации), распределение масс по элементу, жесткостные (и иные - при наличии) характеристики амортизатора и т.д.
Ну и обозначить собственно задачу - чего нужно добиться? Какой степени амортизации? Проанализировать обратный ход? Получить усилия для крепления амортизатора? Получить усилия в падающем элементе и в его креплениях?

[Jonas]

Уважаемые форумчане, теория удара очень даже обширна, всевозможных методик по расчету силы, энергии и работы при ударе множество.
Для того чтобы как то, что то считать мне нужно для начала знать скорость (угловую или линейную) в положении когда моя площадка окажется в горизонтальном положении.
Если прямое падение то и вопросов нет, а вот как вычислить скорость при падение по дуге, не знаю.
Далее, даже применив F=mvv я хоть что то буду иметь, во всяком случае будет реальный ориентир.

[Хмурый]

при расчёте на удар важна не скорость, а ускорение при торможении.
Чем быстрее томозится, тем больше отрицательное ускорение и больше сила удара.

[копенгаген]

угл.скорость в момент падения(w)=кв. корень из(3g/L). закон сохранения энергии 1/2xIxw(кв)=1/2xmxgxL.

[Jonas]

Сообщение от копенгаген гл.скорость в момент падения(w)=кв. корень из(3g/L). закон сохранения энергии 1/2xIxw(кв)=1/2xmxgxL.

Если не трудно, что такое L.

Сообщение от Хмурый при расчёте на удар важна не скорость, а ускорение при торможении. Чем быстрее томозится, тем больше отрицательное ускорение и больше сила удара.

Да конечно, но ведь нужно знать расчетную массу а она зависит от веса моей площадки и скорости на момент удара.

[Ильнур]

На форуме обычно на вопрос "сколько будет 2х2" отвечают: "зачем тебе 2х2, надо 3х3". По традиции я тоже хотел бы сказать, что наверно Вам не нужен удар .

Сообщение от Ионас ... как вычислить скорость при падение по дуге, не знаю...

Решение такой простой школьной задачи есть в изобилии в инете - ищите на слово удар, динамика удара и т.д.
Но Вам не нужно ничего считать, как мне думается. Вам нужно сконструировать амортизириующую систему, которая работала бы по-людски (как у немцев, японцев или даже южных корейцев), а не по-русски "ударялась" с грохотом.
Как это видится? Посмотрите, как это сделано в задних дверях автомобилей - два газовых амортизатора, и никаких там пинков, ударов, и т.д. Резиновые буфера - совсем символические, только для обеспечения натяга замка.

[Jonas]

Сообщение от Ильнур Как это видится? Посмотрите, как это сделано в задних дверях автомобилей - два газовых амортизатора, и никаких там пинков, ударов, и т.д. Резиновые буфера - совсем символические, только для обеспечения натяга замка.

Если бы Вы видели в каких условиях работает механизм, то наверняка никогда и не вспомнили об автомобиле.
Да да да, мне нужен простейший отбойник (резиновый буфер).

Сообщение от Ильнур ... как вычислить скорость при падение по дуге, не знаю... Решение такой простой школьной задачи есть в изобилии в инете - ищите на слово удар, динамика удара и т.д.

Я Вам про Фому, а Вы мне про Ерему.
Пусть даже простейшая школьная задача, решить нужно.
Для решения задач по удару, импульсу удара, амортизации и пр. нужны исходные данные, в том числе скорость.

[Ильнур]

Сообщение от Jonas ...Пусть даже простейшая школьная задача, решить нужно....

Будет сделано, шеф. Пороюсь за Вас в школьных учебниках.
Упрощенно:
Потенциальная энергия, потраченная за время падения (до контакта с буфером), будет Eп=mgH, где m-масса откидывающегося элемента, Н-высота снижения ц.т. этого элемента от исходного положения за время падения (до контакта с буфером).
Кинетическая энергия, приобретенная элементом за указанное же время, будет Eк=mRRww/2, где R - радиус поворота ц.т. элемента, w - искомая угловая скорость.
Т.к. по закону ома Eп=Ек, то w вычисляется легко. А далее - буфер, это уж сами.
Так пойдет?

[eilukha]

Eк=mRRww/2

- нет, Eк=Jww/2, J=mLL/3

[Ильнур]

Сообщение от eilukha - нет, Eк=Jww/2, J=mLL/3

В моем случае J=mRR как для сосредоточенной массы, т.е. упрощенно.
У Вас видимо L - длина откидного элемента. Так?

[eilukha]

Так?

- так

[Ильнур]

Сообщение от eilukha - так

Это интеграл произведений масс на квадраты расстояний при условии равномерно распределенной массы?

[eilukha]

Да, он же - момент инерции.

[Jonas]

Спасибо за помощь.
Разобрался, вспомнил школу и с божьей и вашей помощью решил.

[sbi]

Сообщение от Ильнур Это интеграл произведений масс на квадраты расстояний при условии равномерно распределенной массы?

Приятно, скажи, растут и говорят спасибо!

[ak762]

Сообщение от eilukha Кстати, если расположить упор в центре удара (1/3 длины от свободного конца), нагрузка на шарнир при ударе будет равна нулю.

непонятно как может быть ноль, если в момент удара нагрузка вниз ноль, то вектор нагрузки поменяет направление вверх в шарнире
что то аккрабаты с шестом в цирке вспомнились

[eilukha]

непонятно как может быть ноль

- например, расположите одну из опор балки под ее центром (масс), тогда на второй опоре реакция будет нулевая. Так и здесь, только равнодействующая сил инерции не в середине.

[Break_BoY]

Сообщение от Ильнур Т.к. по закону ома Eп=Ек

так по какому закону Ома?)))) я вас непонял))
Jonas, откройте лучше решебники сопромат-ов и теормех-и. Там вы найдете

[sbi]

Как говорится в народной мудрости: не знаешь закона Ома, сиди дома. Последний вытекает из глубины веков
Eп=Ек (Универсальный Закон Сохранения Энергии звучит следующим образом - ничто не возникает ниоткуда и не исчезает в никуда)

[BM60]

Сообщение от Jonas Для решения задач по удару, ... нужны исходные данные, в том числе скорость

...?

[Jonas]

Сообщение от BM60 ...?

Не понял в чем вопрос.
Если скорость чего, то естественно кулака.
Это конечно если кулак прилетает, а если натыкаешься на кулак то конечно скорость натыкания. Хотя закон ома утвержает это не имеет значения.

[BM60]

Свободное падение представляет собой равноускоренное движение без начальной скорости, однако.
О чем вообще речь на полторы страницы?...
http://distance.net.ua/Russia/Soprom...16/urok133.htm. Если речь в самом деле о расчете напряжения в элементах упругих систем, вызываемые действием ударных нагрузок (динамические напряжения). А если балка (глыба, сосулька) просто падает (случайно) на ... или рядом с чем-либо или кем-либо?

"сила удара пропорциональна высоте, c которой падает тело Е=mgh, и зависит от синуса угла, под которым тело падает на плоскость. В общем случае Е=mghsin(a)".

Впрочем, каково физическое определение "силы удара"?

[Jonas]

Сообщение от BM60 О чем вообще речь на полторы страницы?...

Сомнения в том, будет ли равноускоренным падение опертой балки и соответственно какая скорость в точке 90гр.

[Хмурый]

Сообщение от BM60 Свободное падение представляет собой равноускоренное движение без начальной скорости, однако. О чем вообще речь на полторы страницы?... http://distance.net.ua/Russia/Soprom...16/urok133.htm. Если речь в самом деле о расчете напряжения в элементах упругих систем, вызываемые действием ударных нагрузок (динамические напряжения). А если балка (глыба, сосулька) просто падает (случайно) на ... или рядом с чем-либо или кем-либо? Впрочем, каково физическое определение "силы удара"?

я, ведь, дал ссылку в #4 на эту методику расчёта. Сам по ней считал. Изделия работают, чтоб я сдох...

[snegok74]

Сообщение от Jonas Спасибо за помощь. Разобрался, вспомнил школу и с божьей и вашей помощью решил.

вот решил человек проблему а как не написал, теперь вот у меня проблема аналогичная возникла, а решения в ветке не видать

[Chardash]

Сообщение от BM60 http://distance.net.ua

очень жаль, этот отличный сайт больше не работает.

[sbi]

snegok74 и Chardash По второму закону механики Ньютона ("Ома") [b]Fdt=d(mv), что означает, что изменение количества движения равно импульсу силы за любой бесконечно малый отрезок времени.
Для справки: Исаак Ньютон (1642-1727)

[ETCartman]

Сообщение от Хмурый я, ведь, дал ссылку в #4 на эту методику расчёта. Сам по ней считал. Изделия работают, чтоб я сдох...

да - все просто, из соображений сохранения энергии или количества движения. Но надо знать либо податливость точки контакта, либо время взаимодействия, чтобы воспользоваться означенными простыми соображениями.

http://www.impact-fem.org/sup_example_en

[zai]

Потенциальная энергия удара E=mgL/2
Судя по Вашему чертежу l<<L, тогда можно воспользоваться консольной заделкой для балки в горизонтальном положении. Динамика удара балки сложна - проще воспользоваться энергией балки при действии сосредоточенной силы на свободном конце.
Жесткость балки k=3EI/(L*L*L)
Смещение u на конце балки дает потенциальную энергию П=k*u*u/2=mgL/2
u=L*L*корень(mg/(3EI))
Сосредоточеная эквивалентная сила равна k*u, момент в заделке от силы равен M=k*u*L=3EI/(L*L*L)*L*L*корень(mg/(3EI))*L=корень(3*mg*EI).
Момент в заделке пропорционален среднему геометрическому из веса и момента инерции сечения балки.
Сила на упоре равна M/l=корень(3*mg*EI)/l.
Удар более опасен для Вашего шарнира. Коэффициент безопасности для такой формулы без экспериментального подтверждения не менее 10.


.