کلاهه

Never give up on anything.Go over,go under,go around,or go through.But never give up.

تحلیل نیروها در کارگاه ها-قسمت دوم-Analysis of the Tension in a Climbing Anchors
سه‌شنبه ٤ آذر ۱۳٩۳  

Analysis of the Tension in a Climbing Anchors
Part 2

در قسمت قبل با دو روش آزمایش محیطی و برایند نیرو ها به تحلیل نیروهای وارد بر کارگاه پرداختی.در این قسمت به تجزیه و تحلیل و محاسبه نیروهای وارد بر کارگاه با استفاده از فرمول های ریاضی و مثلثاتی پرداخته و کارگاه ایمن را با کارگاه مثلث مرگ آمریکایی American Death Triangle یا مقایسه میکنیم.


نیروی وارد بر کارگاه F load است که این نیرو با توجه به زاویه بین بازوهای کارگاه؛دارای دو برایند F1y ,F2y در محور Y ها و F1x,F2x در محور X هاست.نیروهای F1x,F2x چون در جهت مخالف یکدیگر هستند،همدیگر را خنثی میکنند.فقط نیروهای F1y ,F2y میمانند که مجموع این دو نیرو،نیروی وارد بر کارگاه که F_load میباشد را در حالت تعادل نگه میدارد.اگر مجموع این نیرو ها از نیروی وارد برکارگاه کمتر باشد،کارگاه از بین میرود.

طبق معادله مثلثاتی نیروی وارد بر هر یک از بازوهای کارگاه برابر است با

F2Y = F2 * Cos(θ/2)

چون دو بازو داریم پس : 

FN = F1Y + F2Y

FN = (1/2* Cos(θ/2))FY

FN /FY = (1/2* Cos(θ/2)) = M

FN = M * FY

اگر مقدار نیروی وارد بر کارگاه ثابت باشد، نتیجه میگیریم که نیروی وارد بر هر یک از بازوهای کارگاه به مقدار زاویه بین دو بازو وابسته است. و با بهینه کردن مقدار این زاویه، مقدار نیروی وارد بر کارگاه به حداقل میرسد.

M نشان میدهد که چند برابر نیروی FN به هر یک از بازوهای کارگاه وارد میشود.نمودار تغییرات M را براساس تغییرات زاویه بین دو بازو در شکل زیر ترسیم شده است.

در نمودار مشاهده می کنیم نیروی وارد بر هر کدام از بازوهای کارگاه در زاویه صفر درجه، نصف نیروی وارد بر کارگاه می باشد که در واقع نقطه مینیمم نمودار است و بهترین زاویه برای برقراری کارگاه محسوب می شود.
مقدار تغییرات نیروی وارد بر هر کدام از بازوی کارگاه برای افزایش زاویه تا 40درجه غیر محسوس بوده و برای افزایش زاویه تا 60درجه ناچیز می باشد ولی برای زوایای بزرگتر از 60 درجه نمودار شیب شدیدی پیدا کرده و مقدار تغییرات نیروی وارد بر هر کدام از بازوی کارگاه به شدت افزایش پیدا می کند پس می توان نتیجه گرفت مناسب ترین مقدار برای زاویه بین بازوهای کارگاه،زوایای کوچکتر از 60 درجه می باشد.

 

American Death Triangle :

در نمودارهای زیر هم مقدار نیروی وارد برکارگاه V و کارگاه مثلت مرگ آمریکایی با یکدیگر مقایسه میگردد.

 در نمودار زیر نسبت نیروی وارد بر نقاط کارگاه مثلث مرگ بر کارگاه V شکل دیده میشود

منبع تصاویر »» http://www.drcruzan.com/MathRockClimbingAnalysis.html

**نمودار ها با استفاده از نرم افزار طراحی نمودارهای ریاضی FX Graph 4.0  ترسیم شده است.

 هرگونه بازنشر این مطلب،
منوط به درج نام مترجم و وبلاگ کلاهه(kolaheh.persianblog.ir) میباشد.

 

مطالب مرتبط:

تحلیل نیروها در کارگاه ها-قسمت اول-Analysis of the Tension in a Climbing Anchors

قوانین برقراری کارگاه ها - EARNEST و تاریخچه آن-قسمت اول

قوانین برقراری کارگاه ها - EARNEST و تاریخچه آن-قسمت دوم


کلمات کلیدی: نکاتی در مورد کارگاه ها ،کلمات کلیدی: نکات فنی ،کلمات کلیدی: tech tips