A fűrészmozgás kinetikai vizsgálata

Hasonló dokumentumok
Egy forgáskúp metszéséről. Egy forgáskúpot az 1. ábra szerint helyeztünk el egy ( OXYZ ) derékszögű koordináta - rendszerben.

Forogj! Az [ 1 ] munkában találtunk egy feladatot, ami beindította a HD - készítési folyamatokat. Eredményei alább olvashatók. 1.

Egy kinematikai feladathoz

Keresztezett pálcák II.

A Cassini - görbékről

A csavarvonal axonometrikus képéről

Szabályos fahengeres keresztmetszet geometriai jellemzőinek meghatározása számítással

Két körhenger általánosabban ( Alkalmazzuk a vektoralgebrát! ) 1. ábra

Az elliptikus hengerre írt csavarvonalról

A konfokális és a nem - konfokális ellipszis - seregekről és ortogonális trajektóriáikról

Egy geometriai szélsőérték - feladat

Egy általánosabb súrlódásos alapfeladat

Az éjszakai rovarok repüléséről

Rugalmas láncgörbe alapvető összefüggések és tudnivalók I. rész

Az egyenes ellipszishenger ferde síkmetszeteiről

Poncelet egy tételéről

Ismét a fahengeres keresztmetszetű gerenda témájáról. 1. ábra forrása: [ 1 ]

A magától becsukódó ajtó működéséről

Egy nyíllövéses feladat

t, u v. u v t A kúpra írt csavarvonalról I. rész

A brachistochron probléma megoldása

A Kepler - problémáról. Megint az interneten találtunk egy szép animációt 1. ábra, amin elgondolkoztunk: Ezt hogyan oldanánk meg? Most erről lesz szó.

A fák növekedésének egy modelljéről

A lengőfűrészelésről

Egy sík és a koordinátasíkok metszésvonalainak meghatározása

A függvényekről tanultak összefoglalása /9. évfolyam/

Rezgőmozgás. A mechanikai rezgések vizsgálata, jellemzői és dinamikai feltétele

A fatörzs és az ágak alakjának leírásához. Szétnéztünk az interneten. A lábon főleg a szabadon álló fák alakja meglehetősen bonyolult; pl.: 1. ábra.

A loxodrómáról. Előző írásunkban melynek címe: A Gudermann - függvényről szó esett a Mercator - vetületről,illetve az ezen alapuló térképről 1. ábra.

Egy mozgástani feladat

Egy kérdés: merre folyik le az esővíz az úttestről? Ezt a kérdést az után tettük fel magunknak, hogy megláttuk az 1. ábrát.

A bifiláris felfüggesztésű rúd mozgásáról

Lövés csúzlival. Egy csúzli k merevségű gumival készült. Adjuk meg az ebből kilőtt m tömegű lövedék sebességét, ha a csúzlit L - re húztuk ki!

Kecskerágás már megint

Két naszád legkisebb távolsága. Az [ 1 ] gyűjteményben találtuk az alábbi feladatot és egy megoldását: 1. ábra.

Kerekes kút 2.: A zuhanó vödör mozgásáról

Lehet hogy igaz, de nem biztos. Biztosan igaz. Lehetetlen. A paralelogrammának van szimmetria-középpontja. b) A trapéznak két szimmetriatengelye van.

Egy másik alapfeladat fűrészelt, illetve faragott gerendákra. 1. ábra

Ellipszis átszelése. 1. ábra

Fiók ferde betolása. A hűtőszekrényünk ajtajának és kihúzott fiókjának érintkezése ihlette az alábbi feladatot. Ehhez tekintsük az 1. ábrát!

A kvadratrixról. Ez azt jelenti, hogy itt a görbe egy mozgástani származtatását vesszük elő 1. ábra. 1. ábra

Példa: Csúsztatófeszültség-eloszlás számítása I-szelvényben

Henger és kúp metsződő tengelyekkel

A DÖNTÉS SORÁN FENNAKADT FÁK MOZGATÁSA

Fa rudak forgatása II.

Az R forgató mátrix [ 1 ] - beli képleteinek levezetése: I. rész

Mérések állítható hajlásszögű lejtőn

A hordófelület síkmetszeteiről

Egyenletek, egyenlőtlenségek grafikus megoldása TK. II. kötet 25. old. 3. feladat

A kettősbelű fatörzs keresztmetszeti rajzolatáról

A csúszóvágásról, ill. - forgácsolásról

Számítógépes döntéstámogatás OPTIMALIZÁLÁSI FELADATOK A SOLVER HASZNÁLATA

Egy kétszeresen aszimmetrikus kontytető főbb geometriai adatainak meghatározásáról

Figyelem! Csak belső és saját használatra! Terjesztése és másolása TILOS!

PRÓBAÉRETTSÉGI FELADATSOR : MATEMATIKA, EMELT SZINT

Az ablakos problémához

Függvények Megoldások

A Hamilton-Jacobi-egyenlet

Nagy András. Feladatok a logaritmus témaköréhez 11. osztály 2010.

Példa: Normálfeszültség eloszlása síkgörbe rúd esetén

Példa: Háromszög síkidom másodrendű nyomatékainak számítása

A Lenz - vektorról. Ha jól emlékszem, először [ 1 ] - ben találkoztam a címbeli fogalommal 1. ábra.

A törési lécről és a törési lépcsőről

Mechanika Kinematika. - Kinematikára: a testek mozgását tanulmányozza anélkül, hogy figyelembe venné a kiváltó

Egy háromlábú állvány feladata. 1. ábra forrása:

EGY ABLAK - GEOMETRIAI PROBLÉMA

Egy gyakorlati szélsőérték - feladat. 1. ábra forrása: [ 1 ]

Példa: Tartó lehajlásfüggvényének meghatározása végeselemes módszer segítségével

1. ábra. 24B-19 feladat

Utak és környezetük tervezése

Egy másik érdekes feladat. A feladat

9. Laboratóriumi gyakorlat NYOMÁSÉRZÉKELŐK

Vonatablakon át. A szabadvezeték alakjának leírása. 1. ábra

Egy kinematikai feladat

Méréstechnika. Rezgésmérés. Készítette: Ángyán Béla. Iszak Gábor. Seidl Áron. Veszprém. [Ide írhatja a szöveget] oldal 1

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

2. Adott a valós számok halmazán értelmezett f ( x) 3. Oldja meg a [ π; π] zárt intervallumon a. A \ B = { } 2 pont. függvény.

Csoportmódszer Függvények I. (rövidített változat) Kiss Károly

A +Q töltés egy L hosszúságú egyenes szakasz mentén oszlik el egyenletesen (ld ábra ábra

Befordulás sarkon bútorral

Hidraulika. 1.előadás A hidraulika alapjai. Szilágyi Attila, NYE, 2018.

E-tananyag Matematika 9. évfolyam Függvények

Ellipszis vezérgörbéjű ferde kúp felszínének meghatározásához

A gúla ~ projekthez 2. rész

Kinematika szeptember Vonatkoztatási rendszerek, koordinátarendszerek

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Függvények

A kötélsúrlódás képletének egy általánosításáról

A kísérlet, mérés megnevezése célkitűzései: Váltakozó áramú körök vizsgálata, induktív ellenállás mérése, induktivitás értelmezése.

Exponenciális, logaritmikus függvények

EGYENES VONALÚ MOZGÁSOK KINEMATIKAI ÉS DINAMIKAI LEÍRÁSA

Chasles tételéről. Előkészítés

Függőleges koncentrált erőkkel csuklóin terhelt csuklós rúdlánc számításához

Descartes-féle, derékszögű koordináta-rendszer

A Feldmann ~ Sapiro - elv igazolása

DIFFERENCIAEGYENLETEK, MINT A MODELLEZÉS ESZKÖZEI AZ ISKOLAI MATEMATIKÁBAN

Tömegpontok mozgása egyenes mentén, hajítások



KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA II.

TestLine - 7. Fizika Témazáró Erő, munka, forgatónyomaték Minta feladatsor

Átírás:

A fűrészmozgás kinetikai vizsgálata Az alábbi dolgozat az 1988 - ban Sopronban, a kandidátusi fokozat elnyerése céljából írt értekezésem alapján készült, melynek címe: Balesetvédelmi és környezetkímélő eljárások az erdészeti anyagmozgatásban. Az eredeti munkámat némiképpen átdolgoztam, felújítottam, főként a számítástechnikai lehetőségek fejlődése okán. A fadöntés mechanikájának általam megismert szakirodalma meglepő módon nemigen foglalkozik egy alapvető jelenség mechanikai vizsgálatával: a fűrésznek a rönkben történő előrehaladásával. Hangsúlyozom: az előrehaladásról, tehát a fűrészélre merőleges irányú mozgásról van szó; a fűrészfogaknak a fához viszonyított relatív mozgásával bő irodalom foglalkozik: [ 1 ], [ ]. Pontosabban a következő függvények meghatározásáról van itt szó: ~ = ( t ) : a fűrészél helyzetének időbeli változása, ~ v = v ( ): a fűrészél sebességének változása a koordináta függvényében. A második függvénnyel foglalkozunk először. 1. ábra Az 1. ábra alapján az m tömegű fűrészre felírt kinetikai alapegyenlet: m FE, ( 1 ) ahol F: a fűrészt előtoló erő, E: a faanyag által a fűrészre kifejtett ellenállás tengellyel párhuzamos összetevője. Ez utóbbi erőről feltételezhető, hogy nagysága arányos a fűrészél által kijelölt pillanatnyi húrhosszal. Tehát, ha az átvágandó fatörzs keresztmetszete R sugarú kör, akkor E c h. ( ) A ( ) képletben c : állandó, mértékegysége kg s.

Az 1. ábra szerint: h R, ( 3 ) így az alapegyenlet ( 1 ), ( ), ( 3 ) - mal: m Fc R. ( 4 ) Most ( 4 ) bal oldalát átalakítva: dv dv d dv m m m m v, ( 5 ) dt d dt d így ( 4 ) és ( 5 ) - tel: dv m v F c R. ( 6 ) d Integrálva ld.: [ 3 ]! : v Fc R d m v dv, R 0 1 v F c R R arcsin m, R R R v F Rc R R arcsin m, R tehát a keresett v = v ( ) függvény: R m R v F R c R R arcsin. ( 7 ) A v = v ( ) függvény grafikonját különböző c értékek esetén a. ábra szemlélteti egy konkrét ( F, m, R ) adathármas: F = 40 N, m = 8 kg, R = 0,1 m esetén. F Megmutatható, hogy a c - nél nagyobb ( de nem túl nagy ) c értékek esetén a R görbéknek az = 0 helyre szimmetrikusan helyi szélsőértékük van. A maimum, ill. a minimum helye: F F R, ill.: R. 4c 4c ( 8 ) A grafikonok szerint nagy c értékek esetén vagyis, ha az anyag ellenállása nagy a fűrészelési folyamat leáll, a sebesség - grafikon megszakad.

3 c = 0 kg / s c = 50 kg / s c = 100 kg / s c = 150 kg / s c = 00 kg / s c = 10 kg / s c = 0 kg / s c = 30 kg / s c = 35 kg / s c = 37 kg / s c = 37,5 kg / s c = 37,30 kg / s c = 37,317 kg / s c = 37,5 kg / s c = 38 kg / s c = 40 kg / s c= 50 kg / s c = 54,77 kg / s c = 300 kg / s A v( ) sebesség - függvény paraméterezése Adatok: F = 40 N; m = 8 kg; R = 0,1 m. v ( m / s ) 1.8 1.6 1.4 1. 1 0.8 0.6 0.4 0. -0.1-0.08-0.06-0.04-0.0 0.0 0.04 0.06 0.08 0.1 ( m ) -0.. ábra d Mivel v v, a változókat szétválasztva és integrálva, ( 7 ) - tel kapjuk, hogy: dt t d dt. R R ( 9 ) 0 F Rc R R arcsin m R A bal oldalon álló integrált a Graph grafikus szoftver segítségével határozzuk meg: előállítjuk az 1 / v() függvényt 3. ábra, melynek grafikon - alatti területe szolgáltatja a rönk átvágásához szükséges T időt. A c = 37 kg /s paraméterhez tartozó átvágási idő: T 1. s.

4 F = 40 N; m = 8 kg; R = 0,1 m; c = 37 kg / s 4 1 / v( ) [ s / m ] 0 18 16 14 1 10 8 6 4-0.1-0.08-0.06-0.04-0.0 0.0 0.04 0.06 0.08 0.1 [ m ] f()=(0.5*(40*(+0.1)-37*(*sqrt(0.01-^)+0.01*asin(/0.1)+0.01*pi/)))^(-1/) - 3. ábra A t = t ( ) függvényt, valamint ennek inverzét, a keresett az = ( t ) függvényt célszerű grafikusan előállítani, szintén a Graph szoftver használatával. A t = t ( ) függvényt úgy állítjuk elő, hogy egymás után képezzük a Ri f 1 t( f ) d v() ( 10 / 1 ) a R függvény - értékeket, ahol R, i 0,1,,...,n. ( 10 / ) n 0,1 m Példaképpen legyen 0,01 m! 0 Ezzel készítettük az alábbi táblázatot, melynek utolsó idő - adata: az átvágási idő.

5 i a [ m ] f [ m ] t ( a, f ) [ s ] 0-0,099999-0,099999 0 1-0,099999-0,09 0,0696973-0,099999-0,08 0,104695 3-0,099999-0,07 0,1348044 4-0,099999-0,06 0,1631878 5-0,099999-0,05 0,1910498 6-0,099999-0,04 0,19189 7-0,099999-0,03 0,48647 8-0,099999-0,0 0,789478 9-0,099999-0,01 0,310438 10-0,099999 0,00 0,3486478 11-0,099999 0,01 0,3904193 1-0,099999 0,0 0,4401658 13-0,099999 0,03 0,503388 14-0,099999 0,04 0,596160 15-0,099999 0,05 0,74341 16-0,099999 0,06 0,9495556 17-0,099999 0,07 1,0699801 18-0,099999 0,08 1,1380191 19-0,099999 0,09 1,1831510 0-0,099999 0,10 1,156736 A táblázat alapján készült grafikon a 4. ábrán szemlélhető. A grafikon szintén a Graph - fal készült, harmadfokú interpoláció alkalmazásával. Nyilvánvaló, hogy a 4. ábra az = ( t ) grafikont is tartalmazza; ez érzékelhető, ha fejünket 90 fokkal jobbra billentve szemléljük a 4. ábrát. Megjegyzem, hogy az alkalmazott függvények meglehetősen érzékenyek a bennük szereplő állandók értékére, így valóságközeli eredmények esetleg csak többszöri próbálkozás után állnak elő. A számított eredményeket érdemes kísérletileg ellenőrizni. Irodalom: [ 1 ] Hajdu Endre: Fűrészelési folyamatok kinematikai vizsgálata Erdészeti és Faipari Egyetem Kiadványai, Sopron, 1970. [ ] Szerk. Lugosi Armand: Faipari kézikönyv Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1976. [ 3 ] I. N. Bronstejn ~ K. A Szemengyajev: Matematikai zsebkönyv Műszaki Könyvkiadó, Budapest, több kiadásban

6 1.5 t ( ) [ s ] 1.4 1.3 1. 1.1 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0. 0.1 [ m ] -0.1-0.09-0.08-0.07-0.06-0.05-0.04-0.03-0.0-0.01 0.01 0.0 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1-0.1 Pontsor 1-0. 4. ábra Készítette: Hajdu Endre Sopron, 010. február 1.