[OceanMan]

Здравствуйте! Помогите подобрать достаточное перемещение пружины для гашения удара, исходя из следующих условий:
Стержень длиной l и массой М (центр масс в точке С на расстоянии х от оси) может вращаться вокруг неподвижной оси О, проходящий через верхний конец стержня. По нижнему концу стержня ударяют силой F со скоростью v. Отклонясь на угол 120 градусов стержень ударяется об ограничитель с двумя параллельными пружинами (Жесткость каждой пружины k) в точке s (на расстоянии р от оси). Определить силу удара и перемещение пружины.

[sbi]

А в чем сложность расчета?

[OceanMan]

В определении силы именно в точке соударения с пружиной при таком расположении центра масс и точки приложения силы.

[sbi]

Сообщение от OceanMan В определении силы именно в точке соударения с пружиной при таком расположении центра масс и точки приложения силы.

Тогда Ваша задачка в теме "Размять мозги" .См. http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=4104&page=3
А здесь надо по конкретнее!

Предположим, Вы готовитесь к зимней олимиаде и в биатлоне стреляете по мишени и т.д.?

[T-Yoke]

Сообщение от OceanMan Здравствуйте! Помогите подобрать достаточное перемещение пружины для гашения удара, исходя из следующих условий: Стержень длиной l и массой М (центр масс в точке С на расстоянии х от оси) может вращаться вокруг неподвижной оси О, проходящий через верхний конец стержня. По нижнему концу стержня ударяют силой F со скоростью v. Отклонясь на угол 120 градусов стержень ударяется об ограничитель с двумя параллельными пружинами (Жесткость каждой пружины k) в точке s (на расстоянии р от оси). Определить силу удара и перемещение пружины.

Это задачка про пружинный упор пушки вертолета Я понял

[OceanMan]

T-Yoke, интересный вариант)) а схемка устройства имеется? заинтересовало)

sbi, про биатлон очень близко... схему упростил, чтобы перейти к сути.. но похоже больше запутал этим.
А конкретнее - имеется труба (Ф100мм) через которую осуществляется сброс давления газа. Труба закрыта крышкой на петле, которая сдерживает давление в 75 атм. когда давление достигает этого значения, крышка (масса которой 0,7 кг), откидываясь на угол 120 градусов, ударяет по пружинному буферу (пакету буферов n) площадкой, расположенной от оси вращения крышки на расстоянии 30 мм (расстояние от центра крышки до оси вращения 40 мм).
Необходимо подобрать пружину(с к-том жесткости k), которая гасила бы удар за перемещение L=10мм.
мм
мог какую-нибудь деталь упустить, при необходимости уточню.

[Солидворкер]

Сообщение от OceanMan откидываясь на угол 120 градусов

За счет чего?

[OceanMan]

Сообщение от Солидворкер За счет чего?

за счет приложенного давления крышка срывается со стопорящего механизма, а на 120 градусах ударяется о пружины.

[T-Yoke]

Сообщение от OceanMan T-Yoke, интересный вариант)) а схемка устройства имеется? заинтересовало)...

Так вы же эту схему и нарисовали

А в реальной пушке это работает так.
Пушка, при наведении на цель и отклонении от начального положения, при достижении крайних углов по всем осям
(по тангажу вверх-вниз, и по курсу вправо-влево) имеет механические ограничители.
Вот они и подпадают под вашу схему практически один в один.
Осталось только взять реальные усилия и размеры, и просчитать необходимую жесткость пружинного элемента. Вот и всё.

[OceanMan]

Сообщение от T-Yoke Так вы же эту схему и нарисовали

Вот так, не зная придумаешь что-нить... потом за разглашение к стенке припруть..))

T-Yoke, а по теме можете подсказать что-нибудь??

[sbi]

По теме: Вырываясь на свободу газ образует ударную волну с давлением 75кГс/см2., распространяющуюся во все стороны, поэтому можно принять что сила на пружины будет во столько раз больше, во сколько плечо действия пружин меньше плеча действия равнодействующей силы ударной волны, действующей на всю площадь захлопки.. Ну а дальше...

[T-Yoke]

Сообщение от OceanMan ...T-Yoke, а по теме можете подсказать что-нибудь??

Я технолог по большей части своей работы, по этому КАК СДЕЛАТЬ, я еще могу расказать, а вот практическими конструкторскими расчетами я очень давно занимался. По этому не буду и начинать, умной молодежи тут и так навалом.

[OceanMan]

да что-то не видно желающих подсказать, к сожалению..


..узнаю как рассчитать, спрошу у Вас как лучше это изобразить)))

sbi, а в формулах это как выглядеть будет?) или не стоит заморачиваться с кинетической энергией и работой на сжатие пружины?

[sbi]

OceanMan Зачем глубоко лезть в дебри. Все решает рычаг 2-го рода. После изготовления конструкции желательно ее испытать.

[OceanMan]

sbi, хотелось все "по-честному" сделать.. через кинетическую энергию, работу на сжатие пружины... или результат приблизительно одинаковый получиться должен и не стоит того? да и думал, что скорость ближе к оси вращения будет меньше, нежели в центре тяжести... следовательно и удар будет слабее ближе к оси, нежели в точке ЦМ..

[Солидворкер]

OceanMan, это реальная конструкция? Покупной клапан не проще поставить?

[OceanMan]

Солидворкер, я же просил совета не в выборе вариантов решения, а по конкретной задаче (уже выбранному варианту).

[Ильнур]

Можно рассудить так.
Сила F достаточна большая (по исходным), чтобы крышку с массой "с" за время небольшого поворота (начало открывания) наверняка разогнать до окружной скорости в точке приложения F не менее "v". Можно предположить, что крышка далее не ускоряется и не тормозит, и с той же набранной скоростью вращения доходит до пружины. Тогда в момент контакта крышки с пружиной имеем картину: масса "с" давит (Д') на рычаг с силой, равной с*а, где "а" - тангенциальное ускорение (торможение).
Эту силу приводим к точке контакта: Д=(с*а)*(х/р).
Пружина сжимается по закону Д=к*L (L-ход пружины).
Ускорение L=v'*v'/2, где v'=v*(p/x).
Система должна решиться.

[sbi]

OceanMan Да, и не забудь учесть, что ударная волна (и соответственно окружная скорость вращения захлопки) распространяется со скоростью звука в газовой среде, которая в свою очередь зависит от химического состава газа (одно, двух, трех и многоатомный), а также от вида истечения адиабатический, изотермический и т.д)
Ильнур "Можно рассудить так.
Сила F достаточна большая (по исходным), чтобы крышку с массой "с" за время небольшого поворота (начало открывания) наверняка разогнать до окружной скорости в точке приложения F не менее "v". "
Силой 5000-7000 кГс ударять по площадке 100х100х10 массой 700г - это тоже самое что стрелять по воробью из пушки.

[Разработчик]

OceanMan

хотелось все "по-честному" сделать.. через кинетическую энергию, работу на сжатие пружины

Совершенно верно мыслите, именно так и надо решать. Проблема только не в пружине, тут-то все ясно: k*x^2/2, а вот

ударяют силой F со скоростью v.

это что-то туманное. Удар характеризуется импульсом, т.е. силой и временем ее действия (а не скоростью). Разберитесь, с тем, что разгоняет крышку (термо-газодинамика - та еще штучка), а дальше все будет просто, ну и поможем, если что.