Dudmalash ishqalanish kuchi nima va uni qanday formula bilan hisoblash mumkin?

2024 Muallif: Angel Austin | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-02 17:58

Agar uzoq o'tmishda insoniyat aylanma ishqalanish kuchidan o'z manfaati uchun foydalanishni o'rganmaganida, texnologiyaning hozirgi holati butunlay boshqacha ko'rinishga ega bo'lar edi. Bu nima, nima uchun paydo bo'ladi va uni qanday hisoblash mumkin, bu masalalar maqolada muhokama qilinadi.

Dalma ishqalanishi nima?

Uning ostida bir jism sirpanib, boshqa jismning yuzasida aylanayotgan barcha holatlarda paydo boʻladigan jismoniy kuch tushuniladi. Aylanadigan ishqalanish kuchiga misol tariqasida yog‘och arava g‘ildiragini tuproq yo‘lda haydash yoki avtomobil g‘ildiragini asf altda haydash, metall shar va igna podshipniklarini po‘lat o‘qda siljitish, devorga bo‘yoq tsilindrnisini siljitish va hokazolarni keltirish mumkin.

Tana va sirtning qoʻpol yuzalarining atom darajasidagi oʻzaro taʼsiri natijasida yuzaga keladigan statik va sirpanish ishqalanish kuchlaridan farqli oʻlaroq, dumalab ishqalanishning sababi deformatsiya histerizisidir.

Keling, aytilgan faktni g'ildirak misolida tushuntirib beraylik. U bilan aloqa qilgandamutlaqo har qanday qattiq sirt, keyin aloqa zonasida elastik mintaqada uning mikrodeformatsiyasi mavjud. G'ildirak ma'lum bir burchakka aylanishi bilanoq, bu elastik deformatsiya yo'qoladi va tana o'z shaklini tiklaydi. Shunga qaramay, g'ildirakning aylanishi natijasida siqilish va shaklni tiklash davrlari takrorlanadi, ular energiya yo'qotilishi va g'ildirakning sirt qatlamlari tuzilishidagi mikroskopik buzilishlar bilan birga keladi. Ushbu yo'qotish histerezis deb ataladi. Harakatlanayotganda ular aylanma ishqalanish kuchining paydo bo'lishida namoyon bo'ladi.

Deformatsiyalanmaydigan jismlarning dumalab turishi

Mutlaqo qattiq yuzada harakatlanayotgan g'ildirak mikrodeformatsiyalarni boshdan kechirmaydigan ideal holatni ko'rib chiqaylik. Bunday holda, uning sirt bilan aloqa qilish zonasi to'g'ri segmentga to'g'ri keladi, uning maydoni nolga teng.

Harakatlanayotganda g'ildirakda to'rtta kuch ta'sir qiladi. Bu tortishish kuchi F, tayanch reaktsiya kuchi N, g'ildirak og'irligi P va ishqalanish f_r. Dastlabki uchta kuch markaziy xususiyatga ega (g'ildirakning massa markaziga ta'sir qiladi), shuning uchun ular aylanish momentini yaratmaydi. f_{r kuchi g'ildirak halqasiga tangensial ta'sir qiladi. Aylanma ishqalanish momenti:}

M=f_rr.

Bu yerda gʻildirak radiusi r harfi bilan koʻrsatilgan.

N va P kuchlari vertikal ta'sir qiladi, shuning uchun bir tekis harakatda ishqalanish kuchi f_{r surish kuchi F ga teng bo'ladi:}

F=f_r.

Har qanday cheksiz kichik kuch F f_{r ni yengib chiqa oladi va g'ildirak harakatlana boshlaydi. BuXulosa shuni ko'rsatadiki, deformatsiyalanmaydigan g'ildirakda aylanma ishqalanish kuchi nolga teng.}

Deformatsiyalanadigan (haqiqiy) jismlarning aylanishi

Haqiqiy jismlarda g'ildirak deformatsiyasi natijasida uning sirtdagi tayanch maydoni nolga teng emas. Birinchi taxmin sifatida u to'rtburchak bo'lib, tomonlari l va 2d. Bu erda l - g'ildirakning kengligi, bu bizni unchalik qiziqtirmaydi. Aylanadigan ishqalanish kuchining paydo bo'lishi aniq 2d qiymatiga bog'liq.

Deformatsiyalanmaydigan g'ildirakdagi kabi, yuqorida aytib o'tilgan to'rtta kuch ham haqiqiy jismga ta'sir qiladi. Ular orasidagi barcha munosabatlar saqlanib qoladi, bittadan tashqari: deformatsiya natijasida tayanchning reaktsiya kuchi g'ildirakdagi o'q orqali ta'sir qilmaydi, balki unga nisbatan d masofaga siljiydi, ya'ni u ishtirok etadi. momentni yaratishda. Haqiqiy g'ildirak holatida M momenti formulasi quyidagi shaklni oladi:

M=Nd - f_rr.

M qiymatining nolga tengligi g'ildirakning bir xilda aylanishining shartidir. Natijada biz tenglikka erishamiz:

f_r=d/rN.

N tananing og'irligiga teng bo'lgani uchun biz dumalab ishqalanish kuchining yakuniy formulasini olamiz:

f_r=d/rP.

Bu ifoda foydali natijani oʻz ichiga oladi: gʻildirakning r radiusi ortishi bilan ishqalanish kuchi f_r.

Toplamaga qarshilik koeffitsienti va aylanish koeffitsienti

Tinchlik va sirpanishning ishqalanish kuchlaridan farqli o'laroq, dumaloq ikki o'zaro bog'liqlik bilan tavsiflanadi.koeffitsientlar. Ulardan birinchisi yuqorida tavsiflangan d qiymatidir. U aylanma qarshilik koeffitsienti deb ataladi, chunki uning qiymati qanchalik katta bo'lsa, f_{r kuchi shunchalik katta bo'ladi. Poyezd g‘ildiraklari, avtomobillar, metall podshipniklar uchun d qiymati millimetrning o‘ndan bir qismiga teng.}

Ikkinchi koeffitsient - bu aylanish koeffitsientining o'zi. Bu oʻlchamsiz miqdor va quyidagiga teng:

C_r=d/r.

Koʻpgina jadvallarda bu qiymat berilgan, chunki undan amaliy masalalarni yechishda foydalanish d qiymatidan koʻra qulayroqdir. Aksariyat amaliy holatlarda C_{r qiymati bir necha yuzdan (0,01-0,06) oshmaydi.}

Haqiqiy jismlar uchun aylanish holati

Yuqorida f_r kuchi formulasini oldik. Buni C_{r koeffitsienti orqali yozamiz:}

f_r=C_rP.

Ko'rinib turibdiki, uning shakli statik ishqalanish kuchiga o'xshaydi, bunda C_{r o'rniga µ qiymati - statik ishqalanish koeffitsienti ishlatiladi..}

Chiqish kuchi F g'ildirakning aylanishiga faqat f_r dan katta bo'lsa sabab bo'ladi. Biroq, surish F, agar u mos keladigan dam olish kuchidan oshsa, sirpanishga ham olib kelishi mumkin. Shunday qilib, real jismlarning dumalab turish sharti f_{r kuchi statik ishqalanish kuchidan kam bo'lishi kerak.}

Ko'p hollarda µ koeffitsientining qiymatlari C_r qiymatidan 1-2 daraja yuqori. Biroq, ba'zi hollarda (qor, muz,yog'li suyuqliklar, axloqsizlik) µ C_{r dan kichikroq bo'lishi mumkin. Ikkinchi holda, g'ildirakning sirpanishi kuzatiladi.}