A magától becsukódó ajtó működéséről

Hasonló dokumentumok
Egy érdekes statikai - geometriai feladat

Síkbeli csuklós rúdnégyszög egyensúlya

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

Az egyenes ellipszishenger ferde síkmetszeteiről

Egymásra támaszkodó rudak

Szabályos fahengeres keresztmetszet geometriai jellemzőinek meghatározása számítással

Tető - feladat. Az interneten találtuk az [ 1 ] művet, benne az alábbi feladatot és végeredményeit ld. 1. ábra.

Végein függesztett rúd egyensúlyi helyzete. Az interneten találtuk az [ 1 ] munkát, benne az alábbi érdekes feladatot 1. ábra. Most erről lesz szó.

Felső végükön egymásra támaszkodó szarugerendák egyensúlya

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

Egy sík és a koordinátasíkok metszésvonalainak meghatározása

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

Fa rudak forgatása II.

Ellipszis átszelése. 1. ábra

Egy kötélstatikai alapfeladat megoldása másként

Egy háromlábú állvány feladata. 1. ábra forrása:

Az elforgatott ellipszisbe írható legnagyobb területű téglalapról

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

Érdekes geometriai számítások Téma: A kardáncsukló kinematikai alapegyenletének levezetése gömbháromszögtani alapon

Függőleges koncentrált erőkkel csuklóin terhelt csuklós rúdlánc számításához

További adalékok a merőleges axonometriához

Forgatónyomaték mérése I.

A síkbeli Statika egyensúlyi egyenleteiről

Egy érdekes statikai feladat. Az interneten találtuk az [ 1 ] művet, benne az alábbi feladattal.

A visszacsapó kilincs működéséről

A kötélsúrlódás képletének egy általánosításáról

Egy nyíllövéses feladat

A Maxwell - kerékről. Maxwell - ingának is nevezik azt a szerkezetet, melyről most lesz szó. Ehhez tekintsük az 1. ábrát is!

Egy általánosabb súrlódásos alapfeladat

Néhány véges trigonometriai összegről. Határozzuk meg az alábbi véges összegek értékét!, ( 1 ) ( 2 )

A Cassini - görbékről

Egy érdekes mechanikai feladat

Poncelet egy tételéről

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

Rugalmas láncgörbe alapvető összefüggések és tudnivalók I. rész

Kiegészítés a három erő egyensúlyához

Egy mozgástani feladat

Kerekes kút 2.: A zuhanó vödör mozgásáról

A csavarvonal axonometrikus képéről

Egy rugalmas megtámasztású tartóról

Kerekes kút 4.: A zuhanó vödör fékezéséről. A feladat. A megoldás

T s 2 képezve a. cos q s 0; 2. Kötélstatika I. A síkbeli kötelek egyensúlyi egyenleteiről és azok néhány alkalmazásáról

A szabályos sokszögek közelítő szerkesztéséhez

Vonatablakon át. A szabadvezeték alakjának leírása. 1. ábra

Kosárra dobás I. Egy érdekes feladattal találkoztunk [ 1 ] - ben, ahol ezt szerkesztéssel oldották meg. Most itt számítással oldjuk meg ugyanezt.

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

Egy másik érdekes feladat. A feladat

A hordófelület síkmetszeteiről

Aszimmetrikus nyeregtető ~ feladat 2.

Egy kinematikai feladat

Az éjszakai rovarok repüléséről

Ellipszis vezérgörbéjű ferde kúp felszínének meghatározásához

1. ábra forrása: [ 1 ]

Rönk kiemelése a vízből

Egy érdekes nyeregtetőről

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

Kecskerágás már megint

A főtengelyproblémához

Lépcső beemelése. Az interneten találkoztunk az [ 1 ] művel, benne az 1. ábrával.

A gúla ~ projekthez 1. rész

A ferde tartó megoszló terheléseiről

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

A ferde szabadforgácsolásról, ill. a csúszóforgácsolásról ismét

Két statikai feladat

Henger és kúp metsződő tengelyekkel

Egy kinematikai feladathoz

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

A bifiláris felfüggesztésű rúd mozgásáról

Egy geometriai szélsőérték - feladat

Az axonometrikus ábrázolás analitikus geometriai egyenleteinek másfajta levezetése. Bevezetés

A dőlő fa görbüléséről

A véges forgatás vektoráról

A csúszóvágásról, ill. - forgácsolásról

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

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

Vontatás III. A feladat

Érdekes geometriai számítások 10.

A lengőfűrészelésről

Ellipszis perspektivikus képe 2. rész

Ehhez tekintsük a 2. ábrát is! A födém és a fal síkját tekintsük egy - egy koordinátasíknak, így a létra tömegközéppontjának koordinátái: ( 2 )

Befordulás sarkon bútorral

Az M A vektor tehát a három vektori szorzat előjelhelyes összege:

Ellipszissel kapcsolatos képletekről

Egy ismerős fizika - feladatról. Az interneten találtuk az [ 1 ] könyvet, benne egy ismerős fizika - feladattal 1. ábra.

Egy sajátos ábrázolási feladatról

Hely és elmozdulás - meghatározás távolságméréssel

A kör és ellipszis csavarmozgása során keletkező felületekről

Egy újabb térmértani feladat. Az [ 1 ] könyvben az interneten találtuk az alábbi érdekes feladatot is 1. ábra.

w u R. x 2 x w w u 2 u y y l ; x d y r ; x 2 x d d y r ; l 2 r 2 2 x w 2 x d w 2 u 2 d 2 2 u y ; x w u y l ; l r 2 x w 2 x d R d 2 u y ;

Függvények Megoldások

A gúla ~ projekthez 2. rész

A térbeli mozgás leírásához

Mechanika - Versenyfeladatok

6. MECHANIKA-STATIKA GYAKORLAT (kidolgozta: Triesz Péter, egy. ts.; Tarnai Gábor, mérnöktanár)

Az elliptikus hengerre írt csavarvonalról

Chasles tételéről. Előkészítés

Szökőkút - feladat. 1. ábra. A fotók forrása:

BME Gépészmérnöki Kar 3. vizsga (112A) Név: 1 Műszaki Mechanikai Tanszék január 11. Neptun: 2 Szilárdságtan Aláírás: 3

Az eltérő hajlású szarufák és a taréjszelemen kapcsolatáról 1. rész. Eltérő keresztmetszet - magasságú szarufák esete

A K É T V É G É N A L Á T Á M A S Z T O T T T A R T Ó S T A T I K A I V IZS-

Átírás:

1 A magától becsukódó ajtó működéséről Az [ 1 ] műben találtunk egy érdekes feladatot, amit most mi is feldolgozunk. Az 1. ábrán látható az eredeti feladat másolata. A feladat kitűzése 1. ábra forrása: [ 1 ] Adott az 1. a) ábra szerinti kialakítású ajtó, az önműködő csukó - szerkezettel. Ennek lényege, hogy az ajtó C pontjához egy az ajtónyílás feletti P pontban rögzített csigán átvetett kötelet kötöttek, melynek másik végén egy m 0 tömegű nehezék lóg. Ha az ajtót a D pontbeli fogantyú meghúzásával nyitjuk, akkor a feszes kötél iránya megváltozik, és a benne ébredő F C = m 0 g nagyságú erő vízszintes összetevője az ajtót becsukni igyekszik. Amint elengedjük a D fogantyút, ez meg is történik. Az ajtó önsúlya F g = mg nagyságú. Az ajtópántok statikailag határozott kialakításúak, tehát függőleges reakció - összetevő csak az egyik itt az alsó pántban ébred, ahogyan az az 1. b) ábrarészletről leolvasható. A működés közben fellépő gyorsulásoktól eltekintünk, azaz a feladatot statikai problé - maként kezeljük. Eltekintünk a fellépő ellenállásoktól is, mint amilyen a csapsúrlódás, kötélsúrlódás, légellenállás, stb. Továbbá nem vesszük figyelembe a P pontban rögzített csiga r sugarát sem, vagyis az r 0 feltevéssel élünk.

2 Ezekkel a megszorításokkal keressük az ajtó lapjára merőleges F D nyitóerő nagysága, valamint a reakcióerő - komponensek kifejezését a φ ajtó - nyitási szög függvényében. A feladat megoldása Az 1. b) ábrán szemlélhető az alkalmazott Oxyz derékszögű koordináta - rendszer ( k. r. ), amelyet úgy vettünk fel, hogy annak xz síkja egyezzen az ajtó síkjával. A tengelyek menti egységvektorok: i, j, k. Az 1. b) ábrán feltüntették az ajtóra működő erőrendszert is, mely - nek egyensúlyát vizsgáljuk. Ehhez a térbeli statikai egyensúlyi feltételi egyenleteket kell alkalmaznunk. Először meghatározzuk az F C erő vektorát. Az 1. b) ábráról: Most az 1. b) és a 2. ábra szerint: ( 1 ) 2. ábra ( 2 ) ( 3 ) most ( 1 ), ( 2 ) és ( 3 ) szerint: ( 4 ) Majd kiszámítjuk a vektor abszolút értékét: ( 5 )

3 először a skalár szorzatot képezve: tehát: ( 6 ) Érvényesítve a kiírásban megadott ( 7 ) feltételt, ( 6 ) és ( 7 ) - tel: tehát: ( 8 ) Ezután ( 5 ) és ( 8 ) - cal: ( 9 ) Az F C vektorra fennáll, hogy ( 10 ) most ( 4 ), ( 7 ) és ( 9 ) szerint: ( 11 ) Majd ( 10 ) és ( 11 ) - gyel: ( 12 )

4 ahol az 1. ábra kiírása szerint: ( 13 ) A továbbiakban alkalmazzuk az alábbi egyszerűsítő jelölést:, ( 14 ) így ( 12 ) és ( 14 ) - gyel: ( 15 ) Másképpen ( 15 ) így fest: ( 16 ) ( 16 / 1 ) ( 16 / 2 ) ( 16 / 3 ) Az egyensúlyi egyenletek első csoportja: a nyomatéki egyenletek. Ezeket az A ponton átmenő, a k. r. tengelyeivel párhuzamos forgástengelyekre írjuk fel. Ennek során úgy vesszük, hogy minden keresett erő - komponens pozitív értelmű, a megfelelő nyomaték - komponens előjelét tehát a pozitív erőkomponens adott forgástengely körüli, jobbcsavar - szabály szerinti forgatásának forgásértelme szabja meg. Részletezve: ( 17 ) most ( 17 ) és ( 16 / 2 ) szerint: ( 18 ) Folytatva: majd ( 16 / 1 ), ( 16 / 3 ) és ( 18 ) szerint: innen rendezéssel:

5 ( 19 / 1 ) ( 19 ) ahol az 1. ábra kiírása szerint: Folytatva: ( 20 ) ( 21 ) ezután ( 16 / 2 ) és ( 21 ) szerint: innen: ( 22 ) majd ( 18 ) és ( 22 ) - vel: tehát: ( 23 / 1 ) Más alakban is felírjuk utóbbit; ( 18 ) és ( 22 ) - vel: tehát: ( 23 / 2 ) egyezésben az [ 1 ] - béli eredménnyel. Az egyensúlyi egyenletek második csoportja: a vetületi egyenletek. Részletezve: ( 24 ) most ( 16 / 1 ), ( 19 ) és ( 24 ) szerint:

6 ( 25 ) Folytatva: ( 26 ) Most ( 16 / 2 ), ( 23 / 1 ) és ( 26 ) szerint: ( 27 ) Folytatva: ( 28 ) Most ( 16 / 3 ), ( 23 / 1 ) és ( 26 ) szerint: innen: ( 29 ) Ezzel a közvetlen feladatot megoldottuk. Nem árt azonban még elvégezni az [ 1 ] - ben ajánlott szélsőérték - számítást is, vagyis megkeresni az F D húzóerő - nagyság szélső - értékét, a hozzá tartozó ajtónyitási szöggel együtt. Ez az alábbiak szerinti.

7 Először ( 13 ), ( 14 ) és ( 18 ) szerint: ( 30 ) E függvény grafikus megjelenítéséhez felhasználjuk a feladat számszerű adatait is ld.: 1. ábra : m 0 = 15 kg; g = 9,81 m / s 2 ; b = 90 cm = 0,90 m; d = 75 cm = 0,75 m. ( a ) Most ( 30 ) és ( a ) - val: ( b ) A ( b ) függvény ábráját a 3. ábrán mutatjuk meg. 3. ábra A Graph rajzoló szoftver szolgáltatása szerint a szélsőérték helye és nagysága: φ* = 52, 43856136, F D,max = 137, 869498 N. ( c ) Ezután elvégezzük a szélsőérték - számítást analitikusan is. Ehhez ( 30 ) - ból: Részletezve:

8 Ezt a másodfokú egyenletet a megoldó - képlettel megoldva: mivel a cos - függvény értéke nem lehet nagyobb 1 - nél, ezért a megoldást adó φ* szögre fennáll, hogy: innen: ( d ) Ez pontosan megegyezik a ( c1 ) eredménnyel.

9 A szélsőérték nagysága ( b ) és ( d ) - vel: ( e ) Ez gyakorlatilag pontosan megegyezik a ( c2 ) eredménnyel. Ezzel az [ 1 ] mű által kitűzött feladatokat elvégeztük. Az itteni eredmények egyeznek az [ 1 ] - ben közöltekkel. Megjegyzések: M1. Feltehető a kérdés, hogy kell - e valamire figyelni az ellensúly m 0 tömegének meg - választásakor. A válasz az, hogy az A ajtópántban ébredő F Az reakció - komponens nem lehet negatív, hiszen akkor annak az ajtót lefelé kellene visszahúznia, hogy le ne essen. Most ( 13 ), ( 14 ), ( 20 ) és ( 29 ) szerint teljesülnie kell az alábbi relációnak: innen: ( 31 ) ( 32 ) minthogy ennek már csukott ajtó φ = 0 esetén is teljesülnie kell, így ( 32 ) - ből: tehát ajánlott, hogy: ( 33 ) M2. A fenti eredményeket a súrlódás megléte befolyásolhatja, kisebb - nagyobb mérték - ben. M3. Találtunk egy sajtóhibát [ 1 ] - ben, a 180. oldalon: az vektorok 3. ko - ordinátájában az a szorzója nem 1, hanem 2.; ehhez ld. itt a ( 2 ) és ( 3 ) képleteket.

10 Ez az eredményeket nem módosítja, mert a mondott tagok a kivonás során kiejtik egymást. M4. Az önmagától becsukódó ajtó ilyetén megoldásával mostanság nemigen találkozni, sokkal inkább hidraulikus / pneumatikus csukószerkezeteket lehet az ajtók fölött látni. Ettől azonban még érdekes és tanulságos az itt közreadott feladat. Irodalom: [ 1 ] Hans Heinrich Gloistehn: Lehr - und Übungsbuch der Technischen Mechanik Band 1: Statik, 179 ~ 181. o. Springer Fachmedien Wiesbaden 1992. Sződliget, 2016. 10. 31. Összeállította: Galgóczi Gyula mérnöktanár