דלג לתוכן
In English
A sketch isolating a body and showing all external forces and moments acting on it.
הסבר
זה הכלי הבסיסי לפתרון בעיות סטטיקה ודינמיקה. מסמנים משקלים, כוחות חיצוניים, תגובות בתמיכות וחיכוך, ואז כותבים משוואות שיווי משקל.
מה זה אומר בפועל
כדי לבדוק זרוע הרמה משרטטים רק את הזרוע: בקצה חץ של העומס, באמצע חץ של כוח הצילינדר, ובציר התלייה שני רכיבי תגובה, אנכי ואופקי. מוסיפים את משקל הזרוע במרכז הכובד. עכשיו כותבים שלוש משוואות: סכום כוחות אופקיים, סכום כוחות אנכיים וסכום מומנטים סביב הציר, ומקבלים את כוח הצילינדר ואת העומס על הציר.
למה זה חשוב
- מבהיר אילו כוחות פועלים על כל חלק ומונע שכחה של כוחות.
- השלב הראשון בבחירת מסבים, ברגים, צילינדרים ומנועים.
- בסיס לבדיקת FEA: אם התגובות בתוכנה לא תואמות לחישוב ידני, יש טעות במודל.
בעיות נפוצות ופתרונות
- בידוד כמה חלקים יחד → הכוחות בחיבורים ביניהם לא מופיעים; מבודדים כל חלק בנפרד כשצריך את הכוחות בחיבורים.
- הנחת כיוון שגוי לתגובה → התוצאה יוצאת שלילית; זה תקין, הסימן אומר שהכיוון האמיתי הפוך.
- שכחת משקל עצמי, חיכוך או כוחות אינרציה → בתנועה עם תאוצה מוסיפים m·a ומומנט אינרציה.
- סוג תמיכה לא נכון, למשל ציר במקום חיבור קשיח → מספר תגובות שגוי; בודקים מה התמיכה באמת מונעת.
איפה משתמשים
- חישוב זרועות ומנופים
- בחירת צילינדרים ומנועים
- חישוב עומסים על מסבים
- תכנון מבנים ותושבות
- מתקני הרמה
- בדיקת מודלים של FEA
נוסחאות ונתונים הנדסיים
ΣF = 0 , ΣM = 0ΣF = m · aG∥ = m · g · sin θ , G⊥ = m · g · cos θ| F | כוחות שפועלים על הגוף | N |
| M | מומנטים | N·m |
| m | מסה | kg |
| a | תאוצה | m/s² |
| G∥, G⊥ | רכיבי המשקל במקביל למשטח ובניצב לו | N |
| θ | זווית השיפוע | ° |
דוגמה: גוף של 10 kg על שיפוע של 30° עם μ = 0.2: G∥ = 98.1 · sin 30° ≈ 49.1 N, N = 98.1 · cos 30° ≈ 85.0 N וחיכוך מקסימלי של 0.2 · 85.0 ≈ 17.0 N. כדי שלא יחליק למטה נדרש בכבל המקביל לשיפוע כוח של 49.1 − 17.0 ≈ 32.1 N לפחות.
נוסחאות בסיסיות להערכה ראשונית. לתכנון סופי יש לבדוק מול התקן ונתוני היצרן.
