Temos:
- Apskaičiuokite ašies apkrovą naudodami VLS
- Apskaičiuokite priekinės ašies apkrovą
- Skirtumas tarp svorio ir masės
- Apskaičiuokite galinės ašies apkrovą
- Apskaičiuokite nosies svorį
- Apskaičiuokite nosies svorio įtaką galinei ašiai
Apskaičiuokite ašies apkrovą naudodami VLS:
Transporto priemonės ašių apkrovas galima apskaičiuoti pagal scheminį brėžinį ir automobilio duomenis. Automobilis su atitinkamomis jėgomis gali būti nubraižytas naudojant VLS (laisvą kėbulo diagramą) (žr. paveikslėlį žemiau). VLS sąlygos yra tokios, kad kelio danga nebūtų nubrėžta. Net jei transporto priemonė yra ant kalno, transporto priemonė turi būti traukiama ne kampu, o VLS turi būti traukiama horizontali jėga su kryptimi.
Darbo su VLS pranašumas yra tas, kad nereikalingi dalykai paliekami. Pavyzdžiui, skaičiuojant priekabos vidinius momentus ar ašies apkrovą, pravartu brėžti tik priekabą, o ne automobilį su priekaba. Nubraižydami tik tai, kas būtina, išvengsite klaidų (į skaičiavimą įtraukdami per daug horizontalių/vertikalių jėgų, kurios nepriklauso).
Pirma, svoris turi būti apskaičiuojamas naudojant gravitacinį pagreitį, veikiantį transporto priemonę. Gravitacija priklauso nuo to, kur Žemėje yra transporto priemonė. Nyderlanduose gravitacinis pagreitis yra 9,81 m/s.
Transporto priemonės masė turi būti padauginta iš gravitacijos. Tai suteikia: 1500 x 9.81 = 14.715 N (jėgos vienetas yra Niutonas). Reikėtų pažymėti, kad gravitacinis pagreitis kartais dar vadinamas gravitaciniu pagreičiu, gravitacijos konstanta arba kritimo greičiu. Skaičius 9,81 taip pat kartais apvalinamas iki 9,8 arba labai apytiksliai kaip 10. Tai lengviau apskaičiuoti (1500 / 10 lengviau apskaičiuoti mintinai nei 1500 / 9.81), tačiau galutinis atsakymas tikrai nėra tikslus. Todėl visada naudokite 9,81 m/s, jei, pavyzdžiui, egzamino klausime nenurodyta kitaip.
Taigi bendra jėga, kuria transporto priemonė prispaudžiama prie kelio paviršiaus, yra 14.715 XNUMX niutonų. Ši jėga paskirstoma abiem automobilio ašims.
Ašies apkrova dažnai būna didesnė priekyje, nes ten yra variklis. Nuotraukoje tai matyti pagal svorio centrą, kuris, žiūrint iš centro, yra priekyje. Svorio centras yra įsivaizduojamas sukimosi taškas. Jei šis svorio centras būtų tiksliai viduryje, ašies apkrova abiem ašims būtų vienoda (transporto priemonės masę padalinti iš 2). Kadangi ratų atstumai, svorio centro vieta ir bendra transporto priemonės masė yra žinomi, galima apskaičiuoti ašių apkrovas priekyje ir gale.
Automobilio masė: 1500 kg
Svoris: 14715N
Kelio dangos aukštis – posūkio taškas: 60cm
Atstumas F1 – lenkimo taškas: 115cm
Atstumas nuo sukimosi taško – F2: 160 cm
Atstumas F1 – F2: 115+160= 275cm (tai ratų bazė)
Apskaičiuokite ašies apkrovą F2 (galinė ašis):
14715 x 1,15 – F2 x 2,75 = 0
16922 – F2 x 2,75 = 0
F2 = 16922 / 2,75
F2 = 6154N
Skaičiavimas išsamiai aprašytas žemiau:
- Norint apskaičiuoti F1 ir F2, pirmiausia reikia apskaičiuoti. Pirmiausia pasirenkame apskaičiuoti F2.
Sukame F1. Viskas pagal laikrodžio rodyklę yra teigiama ir viskas prieš laikrodžio rodyklę yra neigiama. Tai reiškia, kad jėgos, nukreiptos žemyn, yra teigiamos, o jėga F2 į viršų yra neigiama. Užpildome pirmąją formulės dalį.
14715 x 1,15 – F2 x 2,75 = 0
(Įveskite šį paskutinį 0 kaip standartą, nes vėliau skaičiuojant skaičiai, esantys kairėje ir dešinėje nuo ženklo " = ", yra perjungiami) - Jėga x ranka: 14715 svoris padauginamas iš atstumo 1,15:
14715 X 1,15 = 16922 - Dabar tai vėl įrašome į formulę:
16922 – F2 x 2,75 = 0 - Perkelkite 16922 į kitą pusę, kur yra 0:
F2 x 2,75 = 16922 - Padalinkite abi puses iš 2,75, kad pašalintumėte jį kairėje nuo ženklo =:
F2 = 16922 / 2,75 - Tai lemia:
F2 = 6154N.
Svorio ir masės skirtumas:
Atminkite, kad svoris nėra tas pats, kas masė. F2 svoris ankstesniame skaičiavime yra 6154 niutonai. Masė visada nurodoma kilogramais. Todėl jis visada turi būti padalintas iš 9,81 gravitacinio pagreičio. (6154 / 9,81 = 627,3 kg) Tik pagalvokite apie tuščios transporto priemonės masę, nurodytą registracijos liudijime. Tai visada nurodoma kg. Norėdami paaiškinti aukščiau pateiktą istoriją; Erdvėje nėra gravitacijos. Ten plūduriuoja viskas, kad ir koks sunkus būtų. Viskas turi svorį; kai mesti pieno dėžutę į ką nors ar akmenį, tai turės kitokį poveikį. Pieno dėžutė, pavyzdžiui, atsitrenkusi į sieną, lengvai nieko nesugadins, tačiau akmuo tikrai sugadins. Taip yra todėl, kad jėga, su kuria objektas sustoja, yra didesnė akmeniui nei pieno dėžutei. Tai įrodo, kad svoris taip pat yra erdvėje ir yra svarbus, bet masė – ne. Masė susidaro dėl Žemės gravitacinės traukos. Taigi automobilio svoris ne 1200kg, o jo masė 1200kg. Dėl to dažnai daroma daug klaidų.
Apskaičiuokite ašies apkrovą gale:
Kai žinomas bendras svoris ir 1 ašies apkrova, antros ašies apkrovą galima lengvai apskaičiuoti atimant šiuos du vienus iš kitų:
Bendras svoris – F2 = F1:
14715 – 6154 = 8561N.
Žinoma, F1 taip pat gali būti skaičiuojamas atskirai. Tai beveik toks pat kaip ir pirmasis skaičiavimas:
14715 x 1,6 – F1 x 2,75 = 0
23544 – F1 x 2,75 = 0
F1 = 23544 / 2,75
F1 = 8561N
Jėga, kurią priekinis ratas veikia kelio paviršių, yra 8561N, o galinis – 6154N. Sudėjus tai 14715N. Taigi bendra transporto priemonės masė yra 14715 / 9.81 = 1500 kg.
Apskaičiuokite nosies svorį:
Lygiai taip pat, kaip buvo skaičiuojamos automobilio ašių apkrovos ankstesniuose skyriuose, taip pat galima nustatyti ir priekabos svorį ant automobilio vilkties. Momentas yra jėga x ranka. Tai reiškia, kad kuo ilgesnė ranka, tuo didesnis momentas. Galinės ašies apkrova priklauso nuo atstumo tarp F2 ir F3, o antgalio svoris priklauso nuo atstumo tarp F3 ir F4. Ir kaip tik reikia apskaičiuoti jėgą „vyrių taške“ arba vilkties rutulį.
Automobilis 1500kg, priekaba 300kg. Pirmiausia tai konvertuojame atgal į Niutoną, padaugindami iš gravitacinio pagreičio:
1500 x 9,81 = 14715 N
300 x 9,81 = 2943 N
Norėdami apskaičiuoti nosies svorį, lengviau pirmiausia nupiešti tik priekabą. Pats automobilis skaičiuojant nėra svarbus.
Nosies svoris rodomas F3, o jėga, kuria padanga spaudžia kelio dangą, yra F5.
F3 tampa sukimosi tašku ir apskaičiuosime jėgą F5. Svorio centras yra jėga žemyn, todėl teigiama. Jėga, veikianti F5, yra į viršų nukreipta jėga, todėl ji yra neigiama (taigi prieš ją yra minuso ženklas). Priekabos svoris 4000N.
Apskaičiuokite jėgą F5:
4000 x 1,2 – F5 x 1,4 = 0
4800 – F5 x 1,4 = 0
F5 = 4800 / 1,4
F5 = 3429N
Apskaičiuokite nosies svorį (F3):
4000 – 3429 = 571N
571 / 9,81 = 58,2 kg
Nosies svoris su šia priekaba yra 58,2 kg.
Svorio centrui judant atgal, nosies svoris mažėja. Norint įgyti tokią įžvalgą ir praktiką atliekant skaičiavimus, naudinga padidinti ir sumažinti atstumą tarp F3 ir F4, taigi ir tarp F4 ir F5, ir atlikti skaičiavimą dar kartą.
Apskaičiuokite antgalio svorio įtaką galinei ašiai:
Kadangi dabar žinomas nosies svoris, galima apskaičiuoti, kokią įtaką tai turi galinei ašiai. Svorio tiesiog pridėti negalima, nes atstumas tarp galinės ašies ir vilkimo rutulio yra labai svarbus (force x arm). Vėl naudojame tą patį automobilio su priekaba vaizdą.
Ankstesniame skaičiavime buvo žinoma, kad nosies svoris (F3) yra 571N. Taip pat jau buvo žinomas F2, kuris buvo 6154N. Jėgos negali būti sumuojamos, nes atstumas tarp galinio rato ir vilkties rutulio galvutės vis tiek veikia kaip rankena. Mes iš naujo sukursime visą formulę, kaip ir pačioje šio puslapio pradžioje. Prie šios formulės pridedama 571 x 3,65 (jėga F3 ir atstumas nuo F1 iki F3).
14715 x 1,15 + 571 x 3,65 – F2 x 2,75 = 0
19006 – F2 x 2,75 = 0
F2 = 19006 / 2,75
F2 = 6911N = 691 kg.
Tai reiškia, kad galinė ašis sveria 691 kg.
