タグ付けされた質問 「applied-mechanics」

応用力学を使用してエンジニアリング問題をモデル化することに関する質問。

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エンジニアリングの観点から、コーヒーの蓋のインデントの目的は何ですか？
私は毎日同じふたを見ていますが、その構造について本当に考えたことはありません。コーヒーを飲む穴のすぐ上にあるコーヒーカップ用の「ソロトラベルリッド」にはインデントがあります。 画像に三日月形のインデントがあります。それは何のため？どういうわけか、流体の流れを増やしますか？上唇にちょうど良い場所ですか？もしそうなら、なぜ鼻に合うものがないのですか？私はこれをグーグルで試しましたが、答えがありませんでした。
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梁の大変形のための簡単な非線形モデル
私は、主軸に沿った線形圧縮力だけでなく、ねじれおよび/または曲げ力を受けるビームを持っています。等方性ビームとしてモデル化されていますが、異方性がそれほど離れていない場合でも大丈夫です。ビームは、最大変形が次のように大きく変形することができます。 純粋な曲げで140度 純粋なねじれで140度 70度の曲げ+ 70度のねじれ ソフトウェアベースのソリューションではなく、方程式を使用してこの問題に適用できる適用可能な非線形ビーム理論とは何ですか？ 私は基本的な学部のオイラー・ベルヌーイ・ビーム理論を使用するのが好きですが、この仮定ではこの仮定が無効になるので、計算に関しては同じ流れにあり、大幅に高度な数学を必要としないものを探しています。 理想的には、複数のページのテンソル計算を追跡することなく解決できる方程式のセットに問題を減らす理論。
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角速度を測定するための実用的なセットアップ
私はカナダのメーカーからスピニングトップを手に入れましたが、それがどれほどきれいに回転するかに深く驚いています。 私の物理学への関心は、私がトップを回せる最高速度と、それが他の材料や他の形状で作られた他のトップと比較する方法を見つけようとするきっかけとなりました。 小さなステッカーを貼り付けて、携帯電話のカメラで記録しましたが、フレームレートが非常に遅いため、時間の経過に伴う回転数をカウントできません。 特殊な機器にアクセスすることはできませんが、体積、質量、密度、温度、そしておそらく慣性モーメントを測定または概算できます。トップの角速度を測定するにはどうすればよいですか？
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チャネルプロファイルの「u」と「n」の向き：強度が異なる理由
たとえば、金属製の巻尺は「u」方向に伸ばしてもまっすぐなままですが、逆に折りたたむことができます。 同じ現象が、金属製の棚の上部にシートメタルがあり、上部ではなく下部にフランジがある理由だと思います。 どうしてこれなの？ 私は推測しています：それは圧縮/引張りの方向と座屈のためです。圧縮される長い材料は、短い材料よりも座屈する可能性が高いためです。1つの方向では、壁が高さ方向に座屈したときにのみ座屈が発生しますが、他の方向では、チャネルの全長にわたって圧縮が作用しますか？ 常識的なアプローチと数学的アプローチの両方を歓迎します。ビームプロファイルなどの「慣性モーメント」値を使用して、式が十分に確立されていると思います。
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断面の極慣性モーメント
この質問は根本的に基本的なものなので、尋ねるのはほとんど恥ずかしいですが、先日仕事で出てきたので、オフィスの誰も私に良い答えを与えることができませんでした。T rの式を使用して、部材のせん断応力を計算していました。と、円形断面のシャフトの場合、JT=IPであることに注意してください。TrJTTrJT\frac{Tr}{J_T}JT= 私PJT=IPJ_T = I_P とJ Tの両方は、ねじれに抵抗するオブジェクトの能力を表すために使用されます。I Pは、のように定義される∫ A ρ 2 D Aここでρ =をどの軸に対して半径方向距離I Pが計算されます。しかし、J Tには正確な分析方程式がなく、大部分は近似式で計算されますが、私が実際に調べた参考文献はありません。私PIPI_PJTJTJ_TIPIPI_P∫Aρ2dA∫Aρ2dA \int_{A} \rho^2 dA ρρ\rhoIPIPI_PJTJTJ_T だから私の質問は、慣性の極モーメントとねじれ定数J Tの違いは何ですか？数学的にだけでなく、実際に。それぞれがどのような物理的または幾何学的特性を表しているのですか？J Tの計算が難しいのはなぜですか？IPIP I_P JTJT J_T JTJTJ_T
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Dynamics Simple Pulley System-Stuck on the Process
この宿題の質問を何時間も熟読してきましたが、問題を解決するための適切なプロセスを得るのが困難です。どこから始めればいいのか本当にわからないので、誰かにロープを見せてもらえたら本当にありがたいです（しゃれた意図^ _ ^）。質問には2つの要素があります。 （a）この時点でのケーブルの張力とは（ニュートン）TTT （b）トラックの動きを生成するために必要な正味の水平推力はどれくらいですか？これには、車輪からの駆動力、転がり抵抗、空気抵抗が含まれます。 Aでの私の（欠陥のある、明らかに）試みは次のようなものでした。 ブロックAのFBDを描画します ニュートンの第2法則を適用します。ケーブルの張力はその長さ全体にわたって一定ですFy、A= 2 T− mあ⋅ グラム= mあ⋅ AあFy,A=2T−mA⋅g=mA⋅aAF_{y,A} = 2T-m_A\cdot g = m_A\cdot a_A コードの長さは一定なので、、および、ブロックAの加速度は。− 2 a AL = − 2 Xあ+ XT+ CL=−2XA+XT+CL = -2X_A+X_T + C1− 2 aあ+ aT= 0−2aA+aT=0-2a_A+a_T = 012aT= 1.2 m / s212aT=1.2 m/s2\frac{1}{2}a_T = 1.2\text{ m/s}^2 （2）から方程式を、、T = …
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ボルトトルクからの締付力の計算
私は、ナットとボルトを特定のレベルまで回転させることによって生じるクランプ力を計算しようとしています。 私は多くの場所でさまざまな形でこの式を見つけました。 $$ T = KDP $$ $ T $ =トルク（インチポンド） $ K $ =摩擦を表す定数（これらの単位では0.15 - 0.2） $ D $ =ボルト直径（インチ） $ P $ =クランプ力（lb） 私はこれを自分の問題に適用した $ T = 0.6 \ text {N-m} = 5.3 \ text {in-lb} $ $ D = 3 \ text {mm} = 0.12 \ text …
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仮想作業の原理とカスティリアーノの（第2）定理
私はオンラインでいくつかの文献を調べましたが、2つの異なる方法の良い比較を見つけられなかったようです。どちらも、連続体のある点での変位と勾配（シータによる回転）を決定するために使用されます。Formerは、要素のひずみエネルギーに等しい仮想単位力を使用し（対象の変位を乗算した場合）、後者は、ゼロになりがちな仮想力に関して微分を使用します。 どちらがより効率的で、どちらがより正確ですか？カスティリアーノよりもバーチャルワークを選択するのはなぜですか？
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一方向に回転するときにのみ回転エネルギーを横方向エネルギーに変換する方法は？
ギアまたは何かからの回転エネルギーを、ギアに向かうまたはギアから離れる横方向の動きに変換する一般的な方法はありますか？ピストンタイプの構造を使用することもできますが、回転が開始されたときにのみ横方向の動きを有効にする必要があります。 たとえば、同じ時間間隔で各方向に180度回転するモーターがあります。時計回りに回転している場合、脚の全長の約1/4（約4センチメートル）だけピボットに向かって動き、反時計回りの動きが始まるまでそこに留まるために、端に「足」が必要です。 反時計回りに回転すると、足が伸びます。 時計回りに回転すると、足が引き込まれます。 編集： これが図面です。それはまったく助けにならないかもしれませんが、私はこれでできる限り最善を尽くして説明しようとします。 図1では、脚は前方に完全に伸びており、地面に置かれています。 図2では、脚が後方に回転して体を前方に押しています。これは何かが歩くときに起こります。 図3は、私が問題を抱えている場所です。足を地面から持ち上げて、次の一歩を踏み出すために前方への動きを開始する必要があります。 図4では、足は完全に前方に伸びており、ステップ1、2、3、4に戻って繰り返される2番目のステップのために地面に戻す準備ができています。 歩く生物はこれらのステップに従って移動します。ロボットで複製したいです。 注意; この問題の解決策はおそらくそれがどのように見えるかを決定するので、私は脚のいずれも描きませんでした。これがまったく役に立たない場合は申し訳ありませんが、このサイトの画像またはそのようなものが存在するために必要だと思います。:) 私はロボットスタックの交換に関する同様の質問の両方の答えを検討しましたが、それらのほとんどは、180 *サイクルしかないのに連続的な動きが必要なため機能しません。受け入れられた回答は、まっすぐ上下に移動する必要がある足の設計を妨げ、完全に伸びたときにモーターに過度の負担をかけずに機構のギアを合理的に強化する方法がないため、機能しませんでした。 私がいじったもう一つのアイデアは、本質的に常に足のレベルを維持し、トップギアの外部の動きによってトリガーされる等しいギア比ですが、上記と同じ理由で失敗しました。
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2段ヘリカルギアボックスのベアリング荷重を計算する方法
ここで、P、Q、R、Sはベアリング、G1、G2、G3、G4は4つのはすば歯車です。接線方向のギア力（Kp）、軸方向（Ka）、半径方向（Kn）は既知です。すべての距離はわかっています。軸受に作用する力は、非位置決め軸受では半径方向であり、位置決め軸受では半径方向と軸方向の両方です。P、Rは非位置決めベアリングです。Q、Sはベアリングの位置を示しています。FhとFvはベアリングのラジアル力の成分で、Faはアキシアル力の成分です。 すべてのギアフォースを計算しましたが、フォースの計算について混乱しています。モーメント方程式を使用して解決されますか？ 前もって感謝します..
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ホイールを単一の方向に回転させる方法はありますが、180度ごとに反対の動きがありますか？
私が成し遂げたいことの良いアイデアを与えるために、地上から突き出ている単一のロッドに望遠鏡が取り付けられていると仮定します。望遠鏡は自由に移動できるため、特定の高度を指すように傾けることができますが、地上に向けることはできません。望遠鏡を動かすためには、一方向（時計回りなど）にしか回転できないホイールがあります。180度ごとにポイントを交互に回転させるギア構成はありますか？また、サイクル全体で電力損失が一定になるように構成されているため、サイクルの半分が他のサイクルより多くの電力を消費しないようになっていますか？ これがイラストです
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端にディスクがある片持ち梁（構造力学）
システムの質量行列MM\boldsymbol{M}および剛性行列\ boldsymbol {K}を取得するために、複数の有限要素をどのように組み立てるかを理解しようとしていますKK\boldsymbol{K}。 状況は図に示されています（以下を参照、左側が固定されていないことを想定）。今、私は体を片持ち梁とディスクに分割することを考えました。平面解析では、ビームに4つの自由度があります。私はを参照するq1q1q_1ビームの左側の垂直変位としてq2q2q_2ビームの左側の偏向角です。ビームの右側では、垂直変位はq3q3q_3で示され、偏向はq_4で示されますq4q4q_4。 ディスクについては、次の図に示すように自由度を想定しています。したがって、変位の場合はqS,1qS,1q_{\text{S},1}およびq _ {\ text {S}、3}、角度の場合はq _ {\ text {S}、2}およびq _ {\ text {S}、4}たわみ（両方向矢印）。q_3 = q _ {\ text {S}、3}およびq_4 = q _ {\ text {S}、4}であることは明らかです。qS 、3qS,3q_{\text{S},3}qS 、2qS,2q_{\text{S},2}qS 、4qS,4q_{\text{S},4}q3= qS 、3q3=qS,3q_3=q_{\text{S},3}q4= qS 、4q4=qS,4q_4 =q_{\text{S},4} ビームに対して質量行列MBMB\boldsymbol{M}_\text{B}を設定すると、形式が4 \ times 4であることがわかり4 × 44×44\times 4ます。同じことが剛性マトリックスKBKB\boldsymbol{K}_\text{B}ます。ディスクの質量行列はMDMD\boldsymbol{M}_\text{D}で与えられ、剛性行列は\ boldsymbol {K} _ \ text {D}で与えられると仮定しますKDKD\boldsymbol{K}_\text{D}。以前の行列からシステム質量行列MM\boldsymbol{M}と剛性行列\ …
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