Приведите пример упругого элемента, который бы ...

[kefi]

Приведите пример упругого элемента, который бы продолжительное время держал без деформации нагрузку F, скорость возрастания которой до этого уровня была низкой и существенно бы быстрее деформировался , когда скорость возрастания нагрузки до этого уровня была бы высокой .

ПС. Т.е. - медленно увеличили внешнюю нагрузку до F и - он ее держит, быстро увеличили и он деформируется, возможно еще и не достигнув уровня F.

Я не знаю - м. б. какие тарельчатые шайбы, или сильфоны, или какие природные элементы ....

[diletto]

kefi в сообщении #1637383 писал(а):

медленно увеличили внешнюю нагрузку до F и - он ее держит, быстро увеличили и он деформируется, возможно еще и не достигнув уровня F.

Если есть решение обратной задачи (а оно - хотя бы в принципе - имеется в виде всякого рода неньютоновских жидкостей и умных пластилинов), то можно сделать элемент, контактирующий с внешней нагрузкой, из умного пластилина - и тогда быстрый удар передастся дальше и снимет некий стопор, освободив основную часть всей конструкции. А медленная нагрузка будет деформировать пластилин, он раздастся в стороны и триггернёт другой стопор, который, наоборот, заблокирует основную часть.
Но это, конечно, сложно, громоздко, и не является "упругим элементом" в нормальном смысле слова. Неуклюжий эмулятор... Ещё и придумывать придётся, как пластилину форму принудительно восстанавливать после медленной деформации.

[sergey zhukov]

kefi
Например, это может быть некоторый волокнистый шнур, в котором при быстром растяжении волокна не успевают перераспределить нагрузку поровну друг между другом из-за недостаточной скорости пластической деформации, и рвутся последовательно одно за другим. Если же растягивать его медленно, то нагрузка успевает перераспределиться поровну и все волокна работают параллельно. Но тут скорее прочность, а не жесткость разная.

Это можно промоделировать двумя параллельными пружинами и одним вязким демпфером, который включен параллельно, скажем, 90% длины одной из пружин. Нагрузка выбрана так, что ее могут удержать только две пружины вместе. При медленном нагружении демпфер не играет роли, пружины работают параллельно. При быстром нагружении вначале работает почти исключительно 10% оставшейся части пружины, параллельно которой включен демпфер. Эти 10% рвутся, а следом рвется и вторая пружина.

Есть примеры, когда медленная нагрузка приводит к пластической деформации, повышающей равномерность распределения напряжений в конструкции. Если же конструкцию нагрузить полной нагрузкой быстро - она сломается именно из-за того, что равномерное распределение нагрузки произойти не успевает.

[kefi]

diletto
Не, желательно без неньютоновских жидкостей .
sergey zhukov по поводу шнура напомнило школьный опыт демонстрации инерции с резким дерганием за нижнюю нитку, привязанную к гирьке, висящей тоже на нитке.
Вот с пружинами и демпфером не очень понял - демпфер к одной из пружин прикреплен, но что это дает ?..

Вообще, еще раз - надо привести пример упругого элемента, деформация которого наступает при меньшей нагрузке в случае высокоскоростного воздействия, чем в случае низкоскоростного .

Ну, т.е. желательно , чтобы это была некая упругая конструкция , в которой в случае быстрого воздействия как бы что-то подламывалось и она деформировалась , но в случае медленного воздействия она держала бы большее усилие . ( типа - раз - поддали тебе легонько под коленки, ноги и подломились, но вес на прямых ногах ты можешь держать нешуточный, шутка )

-- 26.04.2024, 22:51 --

sergey zhukov в сообщении #1637392 писал(а):

Есть примеры, когда медленная нагрузка приводит к пластической деформации, повышающей равномерность распределения напряжений в конструкции. Если же конструкцию нагрузить полной нагрузкой быстро - она сломается именно из-за того, что равномерное распределение нагрузки произойти не успевает.

Да, вот это интересно - конкретный пример такого элемента ?

[sergey zhukov]

kefi
Нитка на гирьке - это не совсем то. Там все устроено так, что к нижней нитке можно приложить бОльшее, усилие, чем к верхней, если нижнюю дергать быстро, а не тянуть медленно. Т.е. тут скорость нужна для того, чтобы дернуть сильнее. Впрочем, инерцию, как и вязкость, тоже можно использовать для конструкции элемента, поведение которого зависит от скорости нагружения.

По поводу примеров. Представим два резиновых шнура. Один - совершенно упругий, быстро откликающийся на нагрузку и быстро растягивающийся до равновесного состояния. Второй - задубевший. Он в принципе тоже растягивается и держит ту же нагрузку, но делает это медленно. Если подвесить на него груз, он будет долго и медленно растягиваться до того же равновесного состояния, что и первый шнур. Сплетем эти шнуры вместе и подвесим на них такой большой груз, который один шнур не удержит. Если подвешивать его медленно, оба шнура успеют растянуться и будут держать его вместе. Если подвесить быстро - то задубевший шнур попытается вначале держать его в одиночку и лопнет. А потом и второй шнур лопнет. Вот так пример с пружинами и демпфером и работает.

Примерно такой принцип. При быстром нагружении конструкция ломается малым усилием последовательно по частям. При медленном нагружении она может держать большую нагрузку, т.к. все части работают параллельно.

А откуда вопрос?

[stalvoron]

kefi в сообщении #1637397 писал(а):

Ну, т.е. желательно , чтобы это была некая упругая конструкция , в которой в случае быстрого воздействия как бы что-то подламывалось и она деформировалась , но в случае медленного воздействия она держала бы большее усилие

.Задача не решиться, пока Вы её корректно не сформулируете. А Вы слегка "намутили". "Подламывается" это не "деформировалась". Это "разрушилась". Это не одно и тоже. Следует определиться. Если следует понимать как разрушение элемента в зависимости от скорости нагружения , то не вижу интриги. Пример - оконное стекло. Кстати,

kefi в сообщении #1637397 писал(а):

чтобы это была некая упругая конструкция

- о чём разговор? О конструкции ( системе элементов со связями), или это про однородное тело с однородным модулем упругости? Вы определите поточнее суть задачи.

[wrest]

kefi в сообщении #1637383 писал(а):

Приведите пример упругого элемента, который бы продолжительное время держал без деформации нагрузку F, скорость возрастания которой до этого уровня была низкой и существенно бы быстрее деформировался , когда скорость возрастания нагрузки до этого уровня была бы высокой .

Например вот эти штуки (кирпичи, дощечки и т.п.) коротые каратисты разбивают напоказ. Так-то они прочные (и даже прочнее мягких тканей ударяющей руки а то и костей), а дощечки ещё и упругие, но если хорошенько вмазать то деформируются до неузнаваемости.

[kefi]

Вот так еще спрошу. В различных кнопочных пультах(блоках) управления кнопки поджаты упругими элементами особой конфигурации, которые прохлопываются под нажатием. В общем-то эти кнопки держат твой не сильно давящий палец не прожимаясь. Но вот подходит ли их работа под принцип "
упругого элемента, деформация которого наступает при меньшей нагрузке в случае высокоскоростного воздействия, чем в случае низкоскоростного" ?

Ну, вот, например всякие кликеры, ну или прочие кнопочные механизмы ( или вот вспоминается - в детстве делали какие-то дурацкие щелкающие штучки из фотопленки ) :

https://market.yandex.ru/product--klike ... eId=919324

Действительно ли они раньше срабатывают при резкой высокоскоростной нагрузке и могут продолжительное время держать бОльшую нагрузку, если она нарастает медленно ?..

Т. е. еще др. словами - является ли кликер элементом сопротивляющимся низкочастотным воздействиям , но деформирующимся при высокочастотных той же амплитуды ?
Т. е. задача найти такой упругий элемент, если это возможно в принципе ...

[sergey zhukov]

kefi
Я думаю, что нет. Эти кликеры - это просто такой элемент, который при определенной степени продавливания начинает уменьшать силу сопротивления, а не увеличивать. Это к скорости приложения нагрузки отношения не имеет. Например, так работает микропереключатель: нажимая на него медленно, можно почувствовать, что его сопротивление все меньше и меньше, пока он не пройдет точку нулевого сопротивления и не произойдет переключение.

Так какая исходная задача? Это что, вопрос из учебника? Или это нужно для решения какой-то практической задачи? Если да, то какой?

[kefi]

sergey zhukov

А упомянутая мной выше щелкалка из фотопленки ?

И как, кстати, на Ваш взгляд могла бы выглядеть амплитудно частотная характеристика таких элементов ?

-- 27.04.2024, 14:06 --

sergey zhukov в сообщении #1637427 писал(а):

kefi

Так какая исходная задача? Это что, вопрос из учебника? Или это нужно для решения какой-то практической задачи? Если да, то какой?

Я понимаю Вас, но прежде не могли бы Вы ответить на вопрос об АЧХ таких элементов ?

[sergey zhukov]

kefi
Всякие мембранные элементы, которые "щелкают", когда на них нажимаешь (типа крышки на банке с консервами) - это некоторые бистабильные элементы, у которых минимум два устойчивых состояния при одной и той же нагрузке. И они могут "переключаться" между ними. Тут скорость приложения нагрузки ни при чем. Они и в статике так себя ведут. Поэтому и АЧХ строить бесполезно.

А вот, скажем, автомобильный ремень и устройство его натяжения - это пример устройства, которое слабо сопротивляется медленной нагрузке (на вытягивание), но очень сильно сопротивляется быстрой нагрузке. Нечто прямо противоположное тому, что требуется.

[kefi]

sergey zhukov
Ну, а почему Вы не считаете, что к таким бистабильным элементам нельзя применить Вами упомянутый принцип "когда медленная нагрузка приводит к пластической деформации, повышающей равномерность распределения напряжений в конструкции. Если же конструкцию нагрузить полной нагрузкой быстро - она сломается именно из-за того, что равномерное распределение нагрузки произойти не успевает". ?

[sergey zhukov]

kefi
Да потому, что они не так устроены. У них ни вязкости, ни инерции никакой нет. Но, если вам они так нравятся, то я спорить не стану. Просто это совсем не то, а так то подходят.

[kefi]

sergey zhukov
Хорошо , я не понял вообще , то "так-то подходят", то "У них ни вязкости, ни инерции никакой нет", но вот исходная задача -
Как может выглядеть АЧХ представленного ниже упругого элемента ? Это кусок пластика(цилиндр со стенкой 2-3мм на которой имеются характерные отверстия, на остальные элементы рисунка можно не обращать внимание ) , т.н. в народе "флейта" демпфера , при нагрузке она может иметь осевое сжатие. На мой взгляд - это совсем не то, что витая стальная пружина . В общем - вопрос по АЧХ такого элемента

[sergey zhukov]

kefi
Ну, такой кусок эластомера будет работать примерно, как вязкая пружина: комбинация из пружины и параллельного демпфера (как обычно амортизатор и устроен). Это конечно не то, что витая стальная пружина сама по себе. Стальная пружина хорошо сохраняет энергию, долго колеблется (для амортизатора вообще-то не лучший вариант), а эта штука будет рассеивать энергию в тепло. Но ее долговечность ниже, конечно.

Насколько это хорошо для велосипеда? Если этот вопрос интересует, то я не думаю, что его нужно тут решать теоретически. Вы же не конструктор амортизаторов, как я понял. Зачем вам АЧХ? Спросите лучше людей, которые его используют, довольны они или нет.