మీ స్కేట్బోర్డ్ ఫ్రేమ్ కోసం కార్బన్ గొట్టాలను ఎలా ఎంచుకోవాలి: 5 దశలు

అందరికి వందనాలు

రెండు వారాల క్రితం, మేము మా స్కేట్బోర్డ్ ఫ్రేమ్ కోసం లోడ్‌లను లెక్కించాము, గత వారం మేము సంఖ్యలను సమీక్షించాము మరియు కార్బన్ ఫైబర్ గొట్టాలను మా ఫ్రేమ్‌కు బిల్డింగ్ బ్లాక్‌లుగా నిర్ణయించాము. ఈ రోజు మనం పని చేసే అసలు గొట్టాలను ఎన్నుకోబోతున్నాం.

నిర్మాణానికి మేము వర్తించే లోడ్లు లోపల సృష్టించబడిన అంతర్గత ఒత్తిళ్ల ద్వారా సమతుల్యమవుతాయి, ఇది జరుగుతుంది ఎందుకంటే ప్రతిదీ సమతుల్యతతో ఉండాలి. ఒత్తిడికి విస్తీర్ణం ప్రకారం శక్తి యొక్క యూనిట్లు ఉంటాయి. అనువర్తిత లోడ్లు ఎక్కువ, ఎక్కువ ఒత్తిళ్లు, పెద్ద మరియు బీఫియర్ నిర్మాణం, చిన్న ఒత్తిళ్లు. ఇది ఎందుకు ముఖ్యమైనది? మేము ఒత్తిడిని లెక్కించవచ్చు. ఒత్తిడి స్థాయిలను తెలుసుకున్న తర్వాత, మన ప్రయోజనాల కోసం తగిన పదార్థాలు మరియు కొలతలు ఎంచుకోవచ్చు. ప్రతి పదార్థం అంగీకరించగల ఒత్తిడి స్థాయిలను (అనుమతించదగినది) మరియు అది విచ్ఛిన్నం చేసే ఒత్తిడి స్థాయిని కలిగి ఉంటుంది (పగులు). మనం ఏది ఎంచుకున్నా, పగులు ఒత్తిడి కంటే ఇప్పటికే ఉన్న ఒత్తిడి స్థాయిలు తక్కువగా ఉన్నాయని ధృవీకరించాలి.

ఇదంతా ఉందా? దాదాపు. అన్ని వాస్తవ-ప్రపంచ సమస్యల మాదిరిగానే తుది పరిష్కారం అనేక అవసరాల మధ్య రాజీ. మేము ప్రతి ఒక్కరినీ సంతోషపెట్టలేము, కాని మేము అన్ని అవసరాలను తీర్చగల ఒక పరిష్కారాన్ని రూపొందించగలము మరియు చివరికి ప్రతి ఒక్కరూ దాదాపు సంతోషంగా ఉంటారు. కాబట్టి, ఒత్తిళ్లతో పాటు ఏమి ఉంది? భద్రతా కారకాలు, దృ ff త్వం మరియు ఫలిత ద్రవ్యరాశి కూడా ఉన్నాయి. వీటిలో ప్రతిదానితో మేము వ్యవహరిస్తాము.

సామాగ్రి:

దశ 1: భద్రతా అంశాలు

భద్రతా అంశం ఏమిటి?

మీరు పార్క్ బెంచ్ రూపకల్పన చేస్తున్నారని g హించండి. మీరు మీ అన్ని లెక్కలు, ధృవీకరణ, పరీక్షలు చేసారు మరియు మీరు దీన్ని నిర్మించారు. మీరు మీ నిర్మాణం మరియు సామగ్రిని ఎంచుకోగలిగారు, అది భరించగలిగే గరిష్ట లోడ్ 200 కిలోలు, అంటే ఇది 200.1 కిలోల వద్ద విచ్ఛిన్నమవుతుంది. ఇది మీ లక్ష్యం మరియు మీరు ఫలితంతో సంతోషంగా ఉన్నారు. మీరు మీ బెంచ్‌ను పార్కుకు తీసుకెళ్ళి, నియమించబడిన ప్రదేశంలో ఉంచండి మరియు మీరు చెప్పే పెద్ద గుర్తును ఉంచండి: “గరిష్ట లోడ్ - 100 కిలోలు”. మీరు ఇప్పుడే 2 యొక్క భద్రతా కారకాన్ని సృష్టించారు (FS) పగులు ఒత్తిడి / లోడ్ మరియు ఇప్పటికే ఉన్న ఒత్తిడి / లోడ్ మధ్య నిష్పత్తి.మేము ఈ కారకాలను ఎందుకు ఉపయోగిస్తాము? కారణం, మనకు తెలియని అన్ని విషయాలకు ఇది కారణం. లోడ్లను అంచనా వేయడం మరియు సరైన భౌతిక లక్షణాలను ఎన్నుకోవడంలో మేము మా వంతు కృషి చేస్తున్నప్పటికీ, మనకు తెలియని అనిశ్చితులు మరియు విషయాలు ఎల్లప్పుడూ ఉన్నాయి. ఈ అనిశ్చితులు ఉన్నప్పటికీ రూపకల్పన మరియు సృష్టించడానికి, మేము భద్రతా అంశాలను అమలు చేస్తాము. డౌన్ సైడ్ ఏమిటి? ఇది సాధారణంగా నిర్మాణం యొక్క ద్రవ్యరాశి. అధిక భద్రతా కారకాలకు ఎక్కువ పదార్థం అవసరం మరియు అందువల్ల ఎక్కువ ద్రవ్యరాశి అవసరం. గుర్తుంచుకోవలసిన ముఖ్యమైన విషయం ఏమిటంటే భద్రతా కారకాలు డిజైన్ అవసరాలు. మా దైనందిన జీవితంలో, ఏరోస్పేస్ పరిశ్రమలో అవసరమైన అతి తక్కువ భద్రతా కారకాలను మనం కనుగొనవచ్చు, ఇక్కడ ద్రవ్యరాశి చాలా ముఖ్యమైనది. సివిల్ ఇంజనీరింగ్‌లో అత్యధిక భద్రతా కారకాలు ఉన్నాయి, ఇక్కడ మీరు భవనం బలంగా ఉండటానికి మరొక టన్ను లేదా రెండు కాంక్రీటును ఉపయోగించవచ్చు.

దశ 2: దృ ff త్వం మరియు మొత్తం ద్రవ్యరాశి

దృ ff త్వం గురించి ఏమిటి? మేము దృ ff త్వాన్ని నిర్మాణం యొక్క “వసంతకాలం” గా భావిస్తాము. సైన్స్ క్లాస్‌లో స్ప్రింగ్‌లతో ఆడుకోవడం మీకు గుర్తుందా? మీరు దానిపై శక్తిని ప్రయోగించినప్పుడు వసంతకాలం విస్తరిస్తుంది లేదా కుదించబడుతుంది. మన విషయంలో అది ఫ్రేమ్ మీద నిలబడినప్పుడు సాగే విక్షేపం లేదా వంగి ఉంటుంది. దృ ff త్వం అనువర్తిత లోడ్ మరియు ఫలిత విక్షేపం మధ్య నిష్పత్తిగా నిర్వచించబడింది. ఇది ఎందుకు ముఖ్యమైనది? మనకు ఏ విక్షేపం సౌకర్యంగా ఉందో మనకు తెలిస్తే, ఈ అవసరాన్ని తీర్చడానికి మేము నిర్మాణాన్ని ఒక విధంగా రూపొందించవచ్చు. మాకు చాలా సరళమైన ఫ్రేమ్ వద్దు - ఇది తొక్కడం చాలా అసౌకర్యంగా ఉంటుంది, మరోవైపు చాలా కఠినమైన నిర్మాణం కూడా అవాంఛనీయమైనది - రహదారిపై ప్రతి బంప్‌ను మేము అనుభవిస్తాము. చేయవలసిన ఆసక్తికరమైన విషయం ఏమిటంటే, తుది ఉత్పత్తిపై డంపర్లను తొలగించడానికి ఈ ఆస్తిని ఉపయోగించడం, ఫ్రేమ్ యొక్క స్థితిస్థాపకత మా డంపర్ అవుతుంది, సున్నా అదనపు ఖర్చు మరియు అదనపు ద్రవ్యరాశి ఉండదు.

మరియు ఫలితంగా వచ్చే ద్రవ్యరాశి? సరే, ఇతర అవసరాలను తీర్చడంతో పాటు, సాధ్యమైనంత తేలికైన పరిష్కారం కోసం మేము లక్ష్యంగా పెట్టుకున్నాము.

దశ 3: మా అవసరాలు మరియు కార్బన్ ఫైబర్ గుణాలు

ఇప్పుడు మా డిజైన్ అవసరాలను నిర్వచించడానికి ఇది మంచి సమయం, మేము ఈ క్రింది వాటిని లక్ష్యంగా పెట్టుకున్నాము:

1. ప్రధాన సమాంతరంగా మూడు సమాంతర గొట్టాలు. (సూచన కోసం Ver.0).
2. గొట్టాల కోసం ప్రామాణిక పరిమాణాలు.
3. పగులుకు కనిష్ట భద్రతా కారకం 2.
4. గరిష్ట లోడ్ కింద 30 మిమీ కంటే ఎక్కువ లేని ఫ్రేమ్ మధ్యలో విక్షేపం.
5. కనిష్ట ద్రవ్యరాశి.

మొదట కార్బన్ గొట్టాల యొక్క భౌతిక లక్షణాలను అర్థం చేసుకుందాం. ప్రామాణిక గొట్టాలను అనేక తయారీదారులు తయారు చేస్తారు, కాని ఫైబర్స్ చాలా తక్కువ తయారీదారుల నుండి తీసుకోబడతాయి. ప్రపంచ ప్రముఖ తయారీదారులలో ఒకరు జపాన్ నుండి తోరే. T300 అనేది టోరే చేత తయారు చేయబడిన ఫైబర్ రకం, మరియు ఇది ప్రపంచంలోనే అత్యంత విస్తృతమైన మరియు తెలిసిన ఫైబర్. మీరు చూసే ఏదైనా ప్రామాణిక కార్బన్ ఫైబర్ ట్యూబ్ 3 కే టో కౌంట్‌తో T300 నుండి ఉత్పత్తి అయ్యే అవకాశం ఉంది. ఈ ఫైబర్ యొక్క లక్షణాలను పరిశీలిద్దాం. డేటా షీట్లో రెండు విభాగాలు ఉన్నాయని గమనించండి: ఫైబర్స్ మరియు మిశ్రమ పదార్థం కోసం. తరువాతి విషయంలో మాకు ఆసక్తి ఉంది. అదనపు ఎపోక్సీ కారణంగా ఇవి స్వచ్ఛమైన ఫైబర్ కంటే తక్కువగా ఉన్నాయని గమనించండి.

డేటా షీట్‌లోని సంఖ్యలు ఆదర్శ లక్షణాలు, వాటిని ఏ తయారీదారు అయినా హామీ ఇవ్వలేరు. సురక్షితంగా ఉండటానికి, మేము ఈ లక్షణాలను 30% పడగొడతాము - ఇది సాధారణంగా చాలా వాస్తవికమైనది.

పై పట్టిక నుండి మనకు ఆసక్తి ఉన్న రెండు సంఖ్యలు ఉన్నాయి - పగులు ఒత్తిడి అయిన తన్యత బలం మరియు పదార్థం యొక్క స్థితిస్థాపకత ఆస్తి అయిన తన్యత మాడ్యులస్. మిగిలిన సంఖ్యలు తరువాత సంబంధితంగా ఉంటాయి. నాక్ డౌన్ తరువాత మేము ఈ క్రింది సంఖ్యలను పొందుతాము: పగులు ఒత్తిడి కోసం 125 కిలోలు / మిమీ ^ 2 మరియు స్థితిస్థాపకత మాడ్యులస్ కోసం 9276 కిలోలు / మిమీ ^ 2.

దశ 4: లోడ్లు మరియు క్రాస్ సెక్షన్

ఒత్తిడిని లెక్కించడానికి, మేము మా కేసు 1 నుండి ఈ క్రింది సంఖ్యలను పరిశీలిస్తాము:

L = 86cm = 860mm - ఫ్రేమ్ యొక్క పొడవు
M = 25.9 kg.m - గరిష్టంగా. బెండింగ్ క్షణం
వి = 60 కిలోలు - గరిష్టంగా. కోత శక్తి

మేము వాటిని ఇక్కడ పొందాము.
పొడవైన ఫ్రేమ్‌ను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం ద్వారా, లోడ్లు మరియు ఫ్రేమ్ పొడవు యొక్క ఏదైనా వైవిధ్యంతో మేము సురక్షితమైన వైపు ఉంటాము.

లోడ్లకు మద్దతు ఇచ్చే నిర్మాణం కోసం చూస్తున్నప్పుడు చాలా ముఖ్యమైన విషయం ఏమిటి? ఇది క్రాస్ సెక్షన్. క్రాస్-సెక్షన్ అనేది మేము నిర్మాణాన్ని "కత్తిరించిన" తర్వాత పొందిన ప్రాంతం మరియు ఆకారం. మా విషయంలో, ట్యూబ్ కోసం, లోపలి వ్యాసం (ID) మరియు బయటి వ్యాసం (OD) ఉన్న రింగ్‌ను చూస్తాము.

తెలిసిన వ్యాసాలతో మనం రెండు ముఖ్యమైన విలువలను లెక్కించవచ్చు: క్రాస్ సెక్షన్ యొక్క ప్రాంతం: A, మరియు జడత్వం యొక్క క్షణం: I. చిత్రాలతో సూత్రాలను చూడండి.
ప్రాంతం సులభం, కానీ జడత్వం యొక్క క్షణం ఏమిటి? ఈ విలువ క్రాస్ సెక్షన్ వంగడానికి ఎంత నిరోధకతను తెలియజేస్తుంది, మరో మాటలో చెప్పాలంటే - వంగడానికి జ్యామితి దృ ff త్వం ఏమిటి. మీరు సరళమైన ఉక్కు పాలకుడిని తీసుకుంటే, దానిని ఒక దిశలో (మందం) వంగడం చాలా సులభం, మరియు రెండవది (వెడల్పు) లో దాదాపు అసాధ్యం. కారణం వెడల్పు దిశలో జడత్వం యొక్క పెద్ద క్షణం ఉంది.

ఇప్పుడు కొన్ని ఒత్తిళ్లను లెక్కించే సమయం వచ్చింది. చిత్రాలలో బెండింగ్ మరియు కోత ఒత్తిడి సూత్రాలు జతచేయబడతాయి. విక్షేపం "ఒత్తిడి మరియు జాతి కోసం రోర్క్స్ సూత్రాలు" నుండి సూత్రంతో లెక్కించబడుతుంది.

దశ 5: ఫలితాలు

పై పట్టిక చూద్దాం.

అన్నింటిలో మొదటిది, ఈ వ్యాసాలు ఎందుకు? ఇవి వేర్వేరు తయారీదారుల నుండి మనం కనుగొనగల ప్రామాణిక పరిమాణాలు. ప్రయోజనం స్పష్టంగా ఉంది, ఇది తక్షణమే లభించే ఉత్పత్తి మరియు అదనపు అభివృద్ధి ఖర్చులు లేవు.

మేము పై నుండి క్రిందికి చూస్తే - చిన్న వ్యాసం గల గొట్టాలు పెద్ద వ్యాసం వరకు, మొదటి రెండు భద్రతా కారకం లేదా దృ ff త్వం లేదా రెండింటి కోసం మన అవసరాలను తీర్చలేవని మనం చూడవచ్చు. మా రెండు అవసరాలను తీర్చగల అతిచిన్న వ్యాసం గల గొట్టం మూడవది: OD = 18mm, ID = 14mm.

వాస్తవానికి పెద్ద గొట్టాలు కూడా పని చేస్తాయి, కానీ అవి పెద్దవి మరియు అందువల్ల భారీగా ఉంటాయి. అవి చాలా గట్టిగా ఉన్నాయని కూడా గమనించండి మరియు మాకు అది అక్కరలేదు. మంచి వార్త ఏమిటంటే, ఈ మూడు గొట్టాలు కలిపి 400 gr కన్నా తక్కువ బరువు కలిగి ఉంటాయి!

అభినందనలు, మేము ఉపయోగించే కార్బన్ గొట్టాలను ఎంచుకున్నాము!
ఫ్రేమ్ యొక్క ముగింపు యూనిట్లతో ఏమి చేయవచ్చో తదుపరిసారి చూస్తాము.

దయచేసి మమ్మల్ని సందర్శించండి మరియు మా మెయిలింగ్ జాబితాకు సభ్యత్వాన్ని పొందండి.

అసలు పోస్ట్‌కు లింక్ చేయండి.

, ఆనందించండి
డానీ