Силы инерции — Определение методом

Приведение сил инерции к силе, равной главному вектору, и паре сил, момент которой равен главному моменту, является одним из важных этапов решения задач динамики несвободной систе.мы материальных точек в случае применения метода кинетостатики, либо общего уравнения динамики (см. ниже 5), а также при определении динамических давлений на ось вращающегося твердого тела (см. ниже 3). Отметим, что с силами инерции связаны формальные методы решения задач. Все упомянутые далее задачи могут быть решены несколько проще без применения сил инерции. В этой книге излагаются методы решения задач с использованием сил инерции лишь потому, что эти методы, в силу сложившихся исторических традиций, еще довольно распространены в инженерной практике. В динамике нет таких задач, которые не могли бы быть решены без применения сил инерции. В дальнейшем неоднократно дается сравнение методов решения задач с использованием и без использования сил инерции. [c.342]

Использование при расчете на прочность полной результирующей силы инерции звена, определенной одним из существующих методов, является по существу неправильным, так как полная сила инерции в отношении массы самого звена является фиктивной, несмотря на то, что найденные по этой силе инерции реакции [c.272]

При определении сил инерции целесообразно применять метод замещения масс. Распределенную массу звена можно заменить системой дискретных масс, если при нахождении их величины и мест расположения соблюдены условия [c.36]

Если штанга имеет убывающее сечение по обе стороны, то проверку производят для сечения и у задней головки, считая силу инерции по максимальному сечению штанги. Графический (более точный) способ определения напряжений изгиба от сил инерции основан на методе построения верёвочного многоугольника [21]. [c.334]

Применим теперь для решения задачи об определении сил инерции данного механизма метод замещающих точек. В рассматриваемом механизме (рис. 454, а) удобно разместить массы звеньев / и 2 на три точки, так как центры тяжести этих звеньев лежат на прямых, соединяющих центры вращательных пар. [c.346]

Методы расчета сил, действующих на звенья механизма без учета сил инерции, объединены под названием статики механизмов, а методы расчета сил с учетом сил инерции звеньев, определенных приближенно, — кинетостатики механизмов. Практически методы статического и кинетостатического расчетов механизмов ничем не отличаются, если считать силы инерции заданными внешними силами. [c.355]

Общий метод расчета на прочность при динамических нагрузках основан на принципе Даламбера. Согласно этому принципу, всякое движущееся тело может рассматриваться как находящееся в состоянии мгновенного равновесия, если к действующим на него внешним силам добавить силу инерции, равную произведению массы тела на его ускорение и направленную в сторону, противоположную ускорению. В тех случаях, когда известны силы инерции, можно применять метод сечений и для определения внутренних усилий использовать уравнения равновесия. Если определение сил инерции затруднено, как например при ударе, для определения напряжен- [c.286]

Приближенное решение задачи об определении сил инерции механизма может быть сделано с применением метода замещающих точек (см. 53). Произведем статическое размещение масс звеньев 2 и 3 (рис. 12.9, (1). Массу m2 звена 2 разместим в точках А и В. Тогда массы т л ч Щв, сосредоточенные в этих точка, будут, согласно уравнениям (12.14), равны [c.246]

Решение уравнений движения представляется, вообще говоря, тривиальным, если пренебречь силами инерции в жидкости. При таком упрощении легко вычислить значение Ут на основании кинематики физических границ системы. Фактически существует другой метод определения т , базирующийся только на кинематических измерениях (в то время как использование уравнения (5-4.9) предполагает также измерение напряжений). Этот метод будет подробно обсужден только для некоторой геометрически простой ситуации, анализируемой ниже. Для случаев, относящихся к другой геометрии, будут приведены лишь окончательные результаты. [c.196]

Полностью решить динамическую задачу, применяя методы статики, можно далеко не всегда. Наиболее э( х )ективно применяется принцип Даламбера при решении первой основной задачи динамики, заключающейся в определении сил, если известен закон движения материальной точки, находящейся под их воздействием. Эта задача с формальной точки зрения напоминает задачи статики, так как именно в статике и рассматривается вопрос об определении некоторых неизвестных сил, приложенных к точке или к абсолютно твердому телу. Поэтому в тех случаях, когда в задачах динамики неизвестными являются силы, включая и силы инерции, такие задачи можно эффективно решать посредством принципа Даламбера. [c.421]

Если отдельные тела системы совершают плоское движение, то определение сил инерции в этом случае (за исключением задач с телами каче-нш) превращается в довольно сложную задачу. Тем не менее этот метод решения задачи желательно знать. После определения ускорений точек системы тел в некоторых случаях с помощью общего уравнения динамики удобно определять силы реакций внутренних связей системы. [c.141]

Очевидно, что методами сепарации определяется средняя расходная концентрация фаз на входе в приемное устройство за определенный промежуток времени. К недостаткам этих методов следует отнести то, что перед заборными устройствами частицы потока вследствие действия сил инерции могут отклоняться от линий тока газовой среды, и поэтому концентрация и функция распределения частиц по размерам в пробе часто значительно отличаются от их значений в потоке. [c.240]

Задачи на определение напряжений с учетом влияния сил инерции решаются па основе известного нз курса теоретической механики метода кинетостатики, позволяющего сводить задачи динамики к задачам статики. Напомним, что, применяя метод кинетостатики, мы придаем уравнениям движения тела вид уравнений равновесия, присоединяя к действующим на тело силам и динамическим реакциям связей силы инерции точек тела. Под силой инерции точки понимают силу, равную по величине произведению массы точки на ее ускорение и направленную в сторону, обратную ускорению. [c.321]

I. Силовой анализ механизма имеет целью определение реакций в кинематических парах по заданным величинам сил сопротивления, сил тяжести звеньев и их сил инерции. Силы инерции, как нам известно, можно определять, если известны законы движения звеньев механизма. Имея в своем распоряжении известные законы движения звеньев, мы можем определить главные векторы и главные моменты сил инерции звеньев, которые можно использовать при определении реакций в кинематических парах. Указанные реакции являются причиной возникновения сил трения. Так как силы трения, зависящие от реакций, в свою очередь влияют на реакции, то, вообще говоря, расчет реакций в кинематических парах с учетом сил трения прямым путем выполнить трудно. Эти трудности можно обойди, если воспользоваться методом последовательных приближений, заключающимся в том, что сначала производят силовой расчет, считая силы трения равными нулю. После определения реакций определяют силы трения, благодаря чему можно установить уточненные величины реакций в кинематических парах. После этого производят следующий, уточненный расчет и т. д. до тех пор, пока результаты двух последовательных расчетов окажутся достаточно близкими. [c.91]

Группы второго класса. В основу метода определения давлений положен принцип Даламбера , согласно которому динамическая система условно сводится к статической путем приложения сил инерции и для решения задачи используются уравнения равновесия статики. [c.66]

Применим метод замещающих точек для определения сил инерции кривошипно-ползунного механизма (рис. 339,а). Ведущее звено ОА вращается с постоянной угловой скоростью Oi. Центры тяжести отдельных звеньев обозначены буквой S. [c.349]

Проектирование механизмов и машин (синтез) должно быть завершено обоснованным определением конфигураций и расчетом размеров всех их элементов, деталей и сборочных единиц по критериям прочности, надежности, долговечности и требуемого выполнения технологических функций. Однако такая цель может быть достигнута лишь методом последовательных приближений. Действительно, для реализации требуемых движений рабочих органов какой-либо машины должны быть выбраны подходящая кинематическая схема механизма и размеры длин звеньев. Для преодоления сил полезных и вредных сопротивлений, свойственных технологическому процессу, необходимо обеспечить прочные размеры звеньев, которые зависят не только от технологических факторов, но и от сил инерции, сил трения звеньев машины и т. д. Но силы инерции и моменты сил инерции их не могут быть опре 74 [c.74]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ МАХОВИКА ПО МЕТОДУ КАСАТЕЛЬНЫХ СИЛ [c.179]

Метод касательных сил дает приближенное решение задачи определения момента инерции маховика, так как при расчетах не учитываются добавочные силы инерции, возникающие вследствие неравномерности вращения ведущего звена. Этот метод находит широкое применение при расчете маховиков для тихоходных машин. [c.179]

Выбор закона движения рабочего звена. При проектировании профиля кулачка обычно задаются законом движения толкателя и по нему находят необходимый профиль кулачка, обеспечивающий заданный закон движения. В качестве желаемого закона движения можно принять определенный тип кривой перемещения, график скорости или график ускорений. Имея в виду большое значение в динамике кулачковых механизмов закона изменения ускорений (так как с ускорениями толкателя связаны пропорциональные им и массе звена силы инерции, учитывать которые приходится при расчете замыкающих пружин, при определении напряжений в частях механизма и т. д.), обычно в качестве закона движения задаются кривой ускорений толкателя, выбирая ее целесообразного вида, и затем по ней находят методом графического интегрирования закон изменений скорости, а вторичным интегрированием — график перемещений толкателя, являющийся, как увидим ниже, исходным графиком для определения профиля кулачка. [c.318]

В задачу силового расчета механизмов и машин входит определение усилий, действующих на отдельные звенья и кинематические пары механизмов при заданных условиях движения. Основным методом силового расчета механизмов является кинетостатический метод. Этот метод, на основании принципа Даламбера, приводит задачи динамики машин к задачам статики. При определении условий равновесия отдельных звеньев машин, кроме действующих на них внешних сил, принимаются в расчет также внутренние силы инерции. Силовой расчет дает возможность правильно, по условиям прочности, выбрать конструктивную форму и размеры отдельных звеньев и деталей машин, определить давления и силы трения в кинематических парах, а также правильно оценить необходимую мощность для привода машины или механизма. [c.37]

В зарубежной литературе имеется ряд статей, из которых следует, что динамическая балансировка двигателей в сборе на станках нашла широкое применение. В нашей стране также уделяется внимание вопросу уравновешивания двигателей в сборе. Так, например, в статье, помещенной в журнале Тракторы и сельхозмашины [I], авторы рассматривают причины, вызывающие появление неуравновешенных сил инерции вращающихся масс в собранном двигателе и дают метод определения величины и угловой координаты дисбалансов, отнесенных к двум плоскостям исправления, жестко связанных с коленчатым валом. Однако, уравновешивание по этому методу требует 1,5—2 н. на каждый двигатель. [c.412]

Вертикальные роторы многих машин при изгибных колебаниях, помимо инерционных сил и моментов, связанных с упругими деформациями валов, подвержены действию сил, параллельных оси ротора (например, сил тяжести), а также сил инерции и моментов, обусловленных движением ротора как гиромаятника, Эти дополнительные силовые факторы особенно могут сказываться, когда ротор имеет податливые опоры, длинные консольные части со значительными сосредоточенными массами па конце, большие зазоры в подшипниках. При определенных условиях они могут оказать существенное влияние на собственные и вынужденные колебания вертикальных роторов. Поэтому независимо от принятого метода уравновешивания гибких роторов такого типа приходится считаться с появлением иных собственных частот, критических скоростей, форм упругих линий ц т. и. [c.170]

Метод "центрифуги". Сущность метода определения адгезионной прочности с помощью магнитной вакуумной центрифуги заключается в отрыве покрытия, нанесенного на вращающуюся магнитную подложку, под действием силы инерции (рис. 37). [c.65]

Нерезонансный случай теперь соответствует колебательным системам с немалыми характерными значениями сил трения —kx и нелинейно-упругих сил —f(x) по сравнению с характерными значениями сил инерции и линейно-упругих сил. Стационарные колебания в, нерезонансном случае обычно изучаются с помощью метода Пуанкаре в сочетании с методом гармонического баланса или гармонической линеаризации, которые применяются для определения порол<дающих решений. Получающиеся решения дают ту л<е картину развития колебании, что и в резонансном случае. Поэтому для изучения нелинейных эффектов практически достаточно проводить анализ резонансного случая. [c.200]

Универсальность этих представлений при численном моделировании деформирования сложных конструкций по существу, основана на дискретном описании континуальной задачи и определении мощности внутренних сил для набора введенных дискретных элементов. Взаимодействие внутренних, внешних сил и сил инерции задается посредством принципа виртуальных скоростей в дискретной форме. Эти положения являются основополагающими для дискретно-вариационного метода, рассмотренного в следующих главах. [c.82]

Данный метод легко распространить и на материальную систему. Представим себе находящуюся в движении систему, состоящую из ряда связанных между собой по какому-либо определенному закону материальных точек. Во всякий момент движения системы приложенные к какой-либо ее точке активные силы, силы реакций связей и сила инерции этой точки (условно приложенная к ней самой) будут взаимно уравновешиваться. Отсюда следует, что уравновешиваться будет и вся совокупность сил, состоящая из приложенных к данной системе активных еил, еил реакций связей и сил инерции всех точек системы. [c.270]

Все эти силы по отношению к ведущему звену являются реальными внешними силами. При определении приведенной силы инер-ции Р р будем учитывать силы инерции всех движущихся звеньев механизма, за исключением ведущего звена, а также связанного с ним маховика и, кроме того, будем исходить из предпосылки, что ведущее звено вращается с постоянной угловой скоростью Последнее обстоятельство и является одним из источников неточности рассматриваемого метода (при определении силы Р ]р пренебрегаем силами инерции движущихся звеньев механизма, вознн- [c.105]

Вектор S, равный по величине произведению массы точки на ее ускорение и направленный в сторону, противоположную ускорению, называется силой инерции материальной точки и считается приложенным к этой точке. Представление о силах инерции будет расширено в гл. XXX в связи с рассмотрением динамики относительного движения. Сейчас удовольствуемся принятым формальным определением силы инерции и заметим, что в результате такого подхода уравнение динамики (2) свелось к уравнению равновесия (19) материальной точки под действием приложенной силы и силы инерции. Изложенный прием сведения задачи динамики к задаче статики лежит в основе метода кинетостатики, который будет в более общем виде изложен в гл. XXVIII. По своей сути метод этот относится к первой задаче динамики. Как выяснится из следующих примеров, данный метод особенно полезен при рассмотрении движений в естественной форме. [c.22]

Оси координат и точки, относительно которых берутся моменты сил, выбираются так, чтобы не подлежащие определению неизвестные силы не входили в уравнения равновесия. Если из составленных уравнений для нерас-члененной системы определить искомые величины hj представляется возможным, то применяют метод расчленения системы на составные части. К каждой части прикладываются активные силы (внешние и внутренние), реакции отброшенных внешних и внутренних связей и силы инерции. Составляются уравнения принципа Да-ламбера для каждой части, и в результате их совместного решения находятся искомые величины. [c.284]

Весьма важными для практики характеристиками движения являются скорости и ускорения точек механизмов. Вопрос определения скоростей движущейся в плоскости фигуры возникает перед инженером при проектировании механизмов парораспределения, автоматов и вообще во всех случаях, где имеет значение согласование движений отдельных звеньев механизма. При проектировании новых и изучении работы существующих механизмов имеет большое практическое значение учет сил инерции, которые зависят от ускорений соответствующих точек. Графические методы изучения законов движения дают простое и удобное в практическом отношении решение векторных уравнений для скоростей и ускорений. Задача исследования закономерности изменения путей, скоростей и ускорений за полный цикл движения исследуемого механизма в зависимости от заданного параметра наилучшим способом решается при помощи графиков дБижения, которые называют кинематическими диаграммами. Кинематическая диа -рамма дает наглядное графическое изображение изменения одного из кинематических элементов движения в зависимости от другого. Например, [c.61]

Эта формула совпадает со. структурной формулой ассуровых групп, выражающей также условие их кинематической определимости. Таким образом, задана определения давлений в группах Ассура является статически определимой, т. е. число уравнений, которые можно составить при решении этой задачи, равно числу искомых неизвестных. Следовательно, предполагая, что все приложенные к механизму силы и силы инерции расположены в одной плоскости — плоскости симметрии механизма, по заданным силам из уравнений статики можно определить реакции во всех кинематических парах механизма. Применяя к механизму для определения реакций кинет0стал1ический принцип, можно рассматривать равновесие каждой группы Ассура отдельно, используя методы расчета, применяемые для групп определенного класса и порядка. Таким образом, кинетостатический расчет механизмов сводится к расчету отдельных групп Ассура. [c.351]

В плане см вектор представлен тем же отрезком (/с), что и реакция / 32, но противоположно направлен. При определении реакций по второму методу будем полагать, что все внешние силы и пары сил, приложенные к звену, а также силы инерции и пары их заменены одной равнодействующей силой. Этот метод заключается в следующем. Реакцию R , приложенную в центре шарнира А, разлагаем на две составляющие так, чтобы одна из них была направлена параллельно линии действия равнодействующей сил, приложенных к звену, а другая — по оси звена. Величину первой из них определяем непосредственно из условия равновесия звена. Так, выделяя из двухповодковой группы звено 3, раскладываем силу Рз на две составляющие Rb и R , параллельные линии действия силы Рз и приложенные соответственно в центрах В и С шарниров. Таким образом, одна из составляющих реакций в каждом из шарниров (В и С) полностью известна другая составляющая — Rb — обеих реакций, направленная по оси ВС звена, неизвестна по величине. На рис. 340, а показано разложение силы Рз, приложенной к звену 5. Для этого в центре шарнира С или В параллельно линии действия силы Р3 откладываем отрезок D, изображающий в масияабе ip силу Р3. Конец D отложенного отрезка соединяем прямой DB с точкой В. Через точку F пересечения линии действия вектора Р3 и прямой DB проводим параллельно оси СВ звена прямую FE, которая и разделит отрезок D на части, обратно пропорциональные расстояниям между точками приложения слагаемых сил и равнодействующей. Таким образом, одна из составляющих Rb = ED реакции / 43, приложенной в центре шарнира В, и R — СЕ реакции 23, приложенной в центре шарнира С, известна по величине и направлению вторые составляющие R b и Rb этих реакций направлены по оси звена ВС в противоположные стороны. Аналогично раскладываем [c.354]

Определение необходимого момента инерции маховика методом касательных сил сводится к определению наибольшей избыточной работы ДЛщах [см. формулу (8.5) ]. С этой целью должны быть построены графики изменения работы сил сопротивлений (Лс) и работы движущих сил (Лд), приведенных к ведущему звену, в зависимости от угла поворота его ф. [c.179]

Изучение напряжений от действия массовых сил поляризационно-оптическим методом имеет определенную специфику. Это связано с тем, что напряжения от собственного веса и сил инерции снижаются пропорционально масштабу размеров модели. В моделях из эпоксидных материалов напряжения от собственного веса столь малы, что их невозможно измерить с достаточной точностью, поэтому модели либо изготовляют из податливых оптически чувствительных материалов, которые суще1ствс1Нно деформируются под действием со-бственного веса [37, 108], либо увеличивают действующие на модель массовые нагрузки, для чего модель или погружают Б тяжелую жидкость, или помещают на центрифугу. [c.62]

Мы уже упоминали, что подобная идея промелькнула и у Прелля, который пробовал определять равновесие механизма с помощью уравнивания моментов, образованных произведениями сил на скорости, повернутые на 90°. Однако Прелль дает лишь частные решения и кроме того он не владел общим методом графического определения скоростей механизма. Решение же, предложенное Жуковским, при всей его простоте оказалось весьма общим. Действительно, пусть задан механизм, не находящийся в равновесии под действием некоторой системы сил, включающей и силы инерции. Тогда, пользуясь приведенной теоремой Жуковского о жестком рычаге, можно сделать полный кинетостатический расчет механизма, определить уравновешивающую силу, приложенную к ведущему звену механизма, определить приведенную к крайней точке ведущего звена массу механизма, определить живую силу механизма. Наконец, если жесткий рычаг Жуковского рассчитать как ферму, то усилие в каждом стержне рычага дает усилие в одноименном стержне механизма. [c.86]

Для определения усилий, действующих на корпус, используется метод динамических податливостей. Исследуемую систему разбиваем на четыре подсистемы ротор, два блока ВУИВ, амортизированный корпус. Влияние подсистем друг на друга заменяется гармоническими реакциями Xj, Xj, Хд, Х4, приложенными в соответствующих точках (рис. И 1.35). Для нахождения неизвестных усилий составляем уравнения перемещений подсистем в точках /, 2, 3, 4. Эти перемещения будут определяться возмущающими усилиями (в данном случае это неуравновешенные центробежные силы инерции ротора) и реакциями в связях. Определив условия, при которых взаимные перемещения подсистем в точках разделения отсутствуют, получим систему канонических уравнений метода динамических податливостей, которую записываем в матричном виде [c.159]

Задачей силового расчета механизмов является определение усилий в звеньях механизмов и реакций в их кинематических парах. Отчасти эта задача нами уже разбиралась при рассмотрении метода разложения сил для равновесного движения машины. Для данного движения в задачах на передачу сил, связанную в основном с определением движунхей силы по заданному полезному сопротивлению или наоборот, можно было, как уже в свое время отмечалось, не принимать во внимание сил инерции звеньев (поскольку силы инерции при равновесном движении не оказывают прямого влияния на передачу сил, так как их приведенная сила инерции оказывается равной нулю). Поэтому при применении метода разложения сил нами не учитывались силы инерции звеньев. Вместе с тем усилия в звеньях и реакции в кинематических парах, которые при этом получались, представляли собой лишь статические части полных динамических усилий и динамических реакций в кинематических парах. [c.114]

В 1909 г. было опубликовано исследование Н. Е. Жуковского Сведение динамических задач о кинематической цепи к задачам о рычаге . Оно содержит теорему, имеющую глубокое принципиальное значение. Сущность этой теоремы состоит в том, что вопрос о равновесии механизма, т. е. системы тел, сводится к более простой задаче равновесия одного твердого тела, вращающегося вокруг данного центра. Метод Жуковского давал возможность решить общую задачу динамики механизмов (для механизмов с одной степенью свободы), состояи ю в определении движения механизмов под действием заданных сил, т. е. позволял произвести кинетостатиче-ский расчет механизма с учетом сил инерции. [c.244]

Основной ошибкой Радингера было то, что при подсчете поступательно движущихся масс он отнес к ним также массу шатуна и массу кривошипа. Некоторые исправления в его метод внес Ф. Дженкин, предположивший собственный метод графического изображения сил инерции шатуна. Более простой способ определения касательных усилий содержится в работе Р. Мозье однако все с тем же предположением о равномерном вращении кривошипа. [c.202]

Развитием графических методов кинематики и кинетостатики в духе идей Виттенбауэра занимался К. Федергофер. Ему принадлежат работы по определению и учету сил инерции отдельных звеньев механизмов, исследования в области пространственных механизмов. [c.211]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...